特許 7344685 ワーク保持装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-06

(45)【発行日】2023-09-14

(54)【発明の名称】ワーク保持装置

(51)【国際特許分類】

   B23F 23/06 20060101AFI20230907BHJP

   B23Q 3/06 20060101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

B23F23/06

B23Q3/06 304F

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019127348

(22)【出願日】2019-07-09

(65)【公開番号】P2021010989

(43)【公開日】2021-02-04

【審査請求日】2022-06-02

(73)【特許権者】

【識別番号】591092615

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクトギヤシステム

(74)【代理人】

【識別番号】110000969

【氏名又は名称】弁理士法人中部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】桑畑 修

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－１３２４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０３９７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１１７７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１３９１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０３０６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－１８６５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２８５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００３６７９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】独国実用新案第２０２０１０００５５６４（ＤＥ，Ｕ１）

【文献】中国実用新案第２０３４５９７７４（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開昭４９－０１９４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１９９４３０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｆ １／００－２３／１２

Ｂ２３Ｑ ３／００－３／１５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

歯車であるワークを保持するワーク保持装置であって、
前記ワークの内周面に設けられた肩部に係合可能な肩部係合部と、
前記ワークの背面に対向する平坦面を備え、前記平坦面において前記ワークを支持するワーク支持部と、
前記肩部係合部を、前記ワーク支持部に向かって押し付ける押付装置と
を含むワーク保持装置であって、
前記押付装置が、前記肩部係合部を前記ワーク支持部に向かって引き込む引込装置を含み、
前記引込装置が、駆動源と、前記駆動源により軸線方向に移動可能な引込ロッドとを含み、前記引込ロッドを前記軸線方向に引き込むことにより、前記肩部係合部を前記ワーク支持部に向かって押し付けるワーク保持装置。

【請求項2】

前記肩部係合部と前記引込ロッドとが、前記肩部係合部と前記引込ロッドとが互いに前記軸線方向に相対移動可能な非係合状態と、前記肩部係合部と前記引込ロッドとが前記軸線方向に一体的に移動可能な係合状態とに切換え可能に設けられた請求項１に記載のワーク保持装置。

【請求項3】

当該ワーク保持装置が、前記ワークの内周面を規定する内周規定部材を含み、
前記引込装置が、前記肩部係合部を前記ワーク支持部に向かって引き込むとともに、前記内周規定部材に前記軸線方向の押付力を付与するものである請求項１または２に記載のワーク保持装置。

【請求項4】

前記引込装置が、前記肩部係合部と前記内周規定部材との間に設けられた弾性部材を含み、前記弾性部材を介して前記内周規定部材に前記押付力を付与するものである請求項３に記載のワーク保持装置。

【請求項5】

前記肩部係合部が、前記肩部に当接可能な肩部押さえ部材と、前記肩部押さえ部材を保持する保持部材と、前記肩部押さえ部材と前記保持部材との間に設けられ、前記肩部押さえ部材の前記保持部材に対する軸線方向の相対位置を調整可能な調整部とを含む請求項１ないし４のいずれか１つに記載のワーク保持装置。

【請求項6】

前記肩部押さえ部材が、外周部に設けられ、前記肩部に当接可能な当接部と、内周部に設けられた雌ねじ部とを含み、
前記保持部材が、概して軸線方向に伸びた円筒状を成し、外周部に設けられ、前記雌ねじ部と螺合可能な雄ねじ部を含み、
前記調整部が、前記雌ねじ部と前記雄ねじ部とを含む請求項５に記載のワーク保持装置。

【請求項7】

前記ワークが、前記歯車としてのまがり歯かさ歯車である請求項１ないし６のいずれか１つに記載のワーク保持装置。

【請求項8】

前記ワークが、前記歯車としてのべベルギヤである請求項１ないし６のいずれか１つに記載のワーク保持装置。

【請求項9】

前記ワークが、前記歯車としてのハイポイドギヤである請求項１ないし６のいずれか１つに記載のワーク保持装置。

【請求項10】

前記ワークが、前記歯車としてのすぐ歯かさ歯車である請求項１ないし６のいずれか１つに記載のワーク保持装置。

【請求項11】

当該ワーク保持装置が、前記ワークの複数の歯面の研磨と、前記歯面における歯当たり位置の検査との少なくとも一方において、前記ワークを保持するものである請求項１ないし１０のいずれか１つに記載のワーク保持装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークを保持するワーク保持装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ホブ盤に用いられるワーク保持装置が記載されている。ホブ盤において、ホブカッタによって円筒状を成すワークの外周部に歯が形成される。ワーク保持装置は、ワークの内径部に挿入されるサポートセンタと、ワークを上下方向から押さえる上部クランプ部および下部クランプ部とを含み、上部クランプ部が、ワークに対し反対側に形成された球面を有する部材と、その球面に当接可能な面を有する球面座金とを含む。ワーク保持装置において、ワークは、サポートセンタが内径部に挿入された状態で、上部クランプ部と下部クランプ部とによってクランプされるが、ワークの端面にフレがある場合には、上部クランプ部において、球面を有する部材が球面座金に対し摺動させられつつ全体として傾動する。それによって、ワークの端面のフレの影響が吸収され、サポートセンタに及び難くすることができる。したがって、ワークの端面にフレがあっても、サポートセンタで適正に芯出しした状態でワークをクランプすることが可能となり、歯溝のフレを低減することができる。

【0003】

特許文献２には、歯車であるワークのラッピングを行うラッピング装置が記載されている。このラッピング装置においては、リングギヤ（まがり歯かさ歯車）とピニオンギヤとが位相差を有して回転させられる。そのため、両歯車の歯面の間に噛合面圧を発生させてラッピング加工を施すことが可能となる。歯面の進み部では高い面圧が作用して強いラッピング加工が施され、歯面の遅れ部では低い面圧が作用して弱いラッピング加工が施されるのであり、その結果、ピッチ誤差や歯形誤差を修正することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－４２１８３号公報

【文献】特開平１１－８２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の課題は、歯車の歯当たり位置の個内バラツキの低減と、歯当たり位置検査装置による検査結果と歯車を装置に組み付けた状態における歯当たり位置との差の低減との少なくとも一方を図ることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るワーク保持装置は、歯車であるワークが背面においてワーク支持部の平坦面に支持された状態で、ワークの肩部に係合する肩部係合部をワーク支持部に向かって押し付けて、ワークを保持するものである。肩部係合部がワーク支持部に向かって押し付けられることにより、背面が平坦面に押し付けられ、平坦面に密着させられる。それにより、背面のダレ、ウネリを矯正することができる。

【0007】

一方、上記歯車は、例えば、装置としての差動装置に組み付けられることがあるが、差動装置において、歯車の背面はデフケースのフランジの平坦面に複数のボルトにより固定される。そのため、歯車が差動装置に組み付けられた状態で、歯車の背面は平坦面に密着した状態にある。

【0008】

このように、本ワーク保持装置は、背面の状態が、歯車が差動装置に組み付けられた状態と同様の状態となるように、ワークを保持するものである。また、ワーク保持装置は、ワークの背面のダレ、ウネリを矯正してワークを保持するものであるのに対して、特許文献１に記載のワーク保持装置は、背面のフレを許容しつつ端面をクランプすることにより、芯振れを抑制してワークＷを保持するものであり、これらは異なる。

【0009】

以上のことから、例えば、歯当たり位置検査装置において、ワークがワーク保持装置により保持され、背面が平坦面に密着させられた状態で、ワークの歯当たり位置の検査が行われることにより、歯当たり位置検査装置において取得された歯当たり位置と、歯車が差動装置に組み付けられた状態において取得された歯当たり位置との差を小さくすることができる。

【0010】

また、例えば、ラッピング装置において、ワークがワーク保持装置により保持され、背面が平坦面に密着させられた状態で、ラッピングが行われることにより、歯面を精度よく研磨することが可能となる。その結果、歯車の複数の歯の各々の歯当たり位置のバラツキである個内バラツキを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施例であるワーク保持装置の断面図である。

【図2】上記ワーク保持装置によって保持されるワークである歯車の斜視図である。

【図3】上記歯車が組み付けられた差動装置の断面図である。

【図4】上記ワークの背面のダレを説明するための図である。

【図5】上記ワーク保持装置の構成要素である保持部材を示す図である。(a)底面図である。(b)(a)のＣＣ断面図である。(c)(a)のＢＢ断面図である。(d)(a)のＡＡ断面図である。

【図6】上記ワーク保持装置の構成要素である引き込みロッドの一部を示す図である。(a)平面図である。(b)側面図である。

【図7】(a)ワーク保持装置によって保持されることなくラッピングが行われた歯車（矯正なしラップ歯車と称する）が差動装置に組み付けられた状態において測定された歯当たり位置を示す図である。(b) ワーク保持装置によって保持された状態でラッピングが行われた歯車（矯正有りラップ歯車と称する）が差動装置に組み付けられた状態において測定された歯当たり位置を示す図である。 (c)背面研削が行われた歯車が差動装置に組み付けられた状態において測定された歯当たり位置を示す図である。

【図8】(a)矯正有りラップ歯車について、ワーク保持装置によって保持されることなく歯当たり位置の検査が行われた結果を示す図である。(b)ワーク保持装置により保持された状態で歯当たり位置の検査が行われた結果を示す図である。(c)矯正有りラップ歯車が差動装置に組み付けられた状態で測定された歯当たり位置を示す図である。

【図9】(a)矯正有りラップ歯車について、矯正なし検査において取得された歯当たり位置と、矯正有りラップ歯車が差動装置に組み付けられた状態で取得された歯当たり位置との変化を示す図である。(b)矯正有り検査において取得された歯当たり位置と、矯正有りラップ歯車が差動装置に組み付けられた状態で取得された歯当たり位置との変化を示す図である。

【図10】(a)矯正なしラップ歯車のバックラッシの個内バラツキを示す図である。(b)矯正有りラップ歯車のバックラッシの個内バラツキを示す図である。

【図11】矯正なしラップ歯車と矯正有りラップ歯車とがそれぞれ組み付けられた差動装置の振動を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一実施形態に係るワーク保持装置を図面に基づいて詳細に説明する。本ワーク保持装置は、歯車としてのまがり歯かさ歯車であるワークＷに作業（例えば、切削加工、研磨、研削、検査等が該当する）が行われる場合に、ワークＷを保持するものである。本明細書において、ワークＷとは、作業の対象を表す場合と、作業が終了したものを表す場合とがあるが、作業が終了したワークＷ（例えば、装置に組み付けられた歯車）を、まがり歯かさ歯車Ｗ、または、歯車Ｗと称する場合もある。

【0013】

ワークであるまがり歯かさ歯車Ｗは、図２に示すように、概して円筒状または円錐状を成し、軸線Ｌが示す方向（以下、歯車の軸線方向、または、軸線方向と称する）の一端部に複数の歯Ｔが形成されたものである。複数の歯Ｔの各々は、それぞれ、一対の歯面ＦＡ，ＦＢを含む。また、歯車Ｗの軸線方向の歯Ｔが設けられた側と反対側の端面が背面ＦＣである。さらに、歯車Ｗの内径側（小径側）をトー(Ｔoe)側、外径側（大径側）をヒール（Ｈeel）側と称するが、トー側の内周面は、軸線方向において段付き形状とされ、内周面の中間部に肩部としての肩面Ｓが設けられる。内周面のうち肩面Ｓより背面ＦＣ側の部分においては肩面Ｓより歯Ｔが形成される側の部分より小径とされる。

【0014】

まがり歯かさ歯車Ｗは、装置としての車両の差動装置に組み付けられることが多い。図３に示すように、差動装置２００において、まがり歯かさ歯車Ｗは、背面ＦＣにおいて、デフケース２０２のフランジ２０４に、円周方向に隔たった複数のボルト２０６により固定される。背面ＦＣは、フランジ２０４の平坦面２０４Ｆに密着した状態にある。また、デフケース２０２には、一対のピニオンギヤ２１０，２１２を保持するピニオンギヤシャフト２１４が一体的に回転可能に保持される。一方、左右駆動輪に連結された車軸２２０，２２２には、一体的に回転可能に差動ギヤ２１６，２１８が設けられ、これら差動ギヤ２１６，２１８は、ピニオンギヤ２１０，２１２に噛合させられる。
また、まがり歯かさ歯車Ｗには駆動用ピニオンギヤＰ（図２にも示す）が、互いに回転軸が直交する状態で噛合させられる。駆動用ピニオンギヤＰには車両の駆動源に連結されたプロペラシャフト２２４が一体的に回転可能に取り付けられる。

【0015】

差動装置２００において、駆動用ピニオンギヤＰの回転方向が異なると、歯車Ｗの駆動用ピニオンギヤＰと当接する歯面が異なる。例えば、車両が前進する方向に駆動用ピニオンギヤＰが回転させられる場合に、歯車Ｗの、駆動用ピニオンギヤＰの歯面と当接する歯面ＦＡ，ＦＢ（図２参照）の一方を前進面（または加速面）と称し、車両が後退する方向に駆動ピニオンギヤＰが回転させられる場合に、駆動ピニオンギヤＰと当接する歯面ＦＡ，ＦＢの他方を後退面（または減速面）と称する。

【0016】

ワークＷについては、切削加工により歯が形成された後に、焼き入れが行われ、その後、ラッピング装置においてラッピング（研磨）が行われる。ラッピングにおいて、ワークＷと駆動用ピニオンギヤＰ（差動装置２００においてワークＷと噛合させられるものである）とが、これらの間に研磨剤（ラッピングオイル）が供給されつつ、互いに噛合した状態で回転させられる。また、駆動用ピニオンギヤ（以下、単に、ピニオンギヤと称する場合がある）Ｐが正方向と逆方向との両方向に回転させられることにより、歯面ＦＡ，ＦＢの両方の研磨が行われる。

【0017】

ラッピングが行われたワークＷについては、歯面ＦＡ，ＦＢの各々における歯当たり位置の検査が歯当たり位置検査装置において行われる。歯当たり位置の検査において、ワークＷの複数の歯Ｔのうちの一部の（例えば、互いに中心角９０°隔たった位置にある）歯の歯面に塗料（光明丹と称する。以下、同様とする）を塗布し、ピニオンギヤＰと噛合させる。歯面ＦＡ，ＦＢの各々において、ピニオンギヤＰが当接した部分は光明丹が剥げる。その光明丹が剥げた部分が歯当たり部Ｈとされ、その歯当たり部Ｈの重心点Ｇの位置が歯当たり位置として取得される。この場合において、ピニオンギヤＰが両方向に回転させられることにより、前進面、後退面（歯面ＦＡ，ＦＢ）の各々における歯当たり位置が取得される。歯当たり位置は、例えば、重心点Ｇの歯面ＦＡ，ＦＢの各々のトー側またはヒール側からの距離や歯先または歯底からの距離等で表すことができる。本明細書において、歯当たり位置検査装置による検査が行われ、作業者による歯当たり位置の測定により取得された歯当たり位置を、歯当たり位置検査装置において取得された歯当たり位置、または、単に、検査結果と称する場合がある。また、歯当たり位置は、歯車Ｗが差動装置２００に組み付けられた状態においても取得される。

【0018】

近年、燃費向上、排出ガスの抑制等により、車両の軽量化が図られ、差動装置２００の軽量化が図られる。まがり歯かさ歯車Ｗの薄肉化が図られ、焼き入れに伴う歪の歯面への影響が大きくなる。例えば、焼き入れ時の歪により、ワークＷについて歯当たり位置検査装置において取得された歯当たり位置と、ワークＷが差動装置２００に組み付けられた状態で取得された歯当たり位置との差が大きくなる。

【0019】

一方、歯車Ｗの評価は、歯当たり位置検査装置において取得された歯当たり位置に基づいて行われるが、歯当たり位置検査装置において取得された歯当たり位置と、歯車Ｗが差動装置２００に組み付けられた状態において取得された歯当たり位置との再現性が要求される。そのため、歯当たり位置検査装置において取得された歯当たり位置と、歯車Ｗが差動装置２００に組み付けられた状態において取得された歯当たり位置との差の低減が求められる。
また、歯面ＦＡ，ＦＢの各々の歯当たり位置は、予め定められた範囲内に位置することが要求される。そのため、歯車Ｗの複数の歯面ＦＡ，ＦＢの各々の歯当たり位置のバラツキである個内バラツキの低減が求められる。

【0020】

そして、種々の実験等により、歯車Ｗについて歯当たり位置検査装置において取得された歯当たり位置と、歯車Ｗが差動装置２００に組み付けられた状態において取得された歯当たり位置との差は、歯車Ｗの背面ＦＣの半径方向の傾き（ダレと称する。図４に示す。）の影響を大きく受けることが分かった。また、歯当たり位置の個内バラツキは背面ＦＣのウネリ（背面ＦＣにおけるダレ量の変化、面フレ）の影響を大きく受けることが分かった。
そこで、ラッピングが行われる場合、歯当たり位置の検査が行われる場合に、ワークＷを、背面ＦＣのダレ、ウネリを矯正して保持するワーク保持装置１０が得られたのである。

【実施例】

【0021】

以下、ラッピング装置に用いられるワーク保持装置１０の一例を図１に示す。ラッピング装置は、本体１２、本体１２に対してベアリング１３を介して回転可能に保持された主軸（スピンドル）１４、主軸１４を回転させる回転駆動装置１８等を含む。主軸１４には、ワーク保持装置１０が一体的に回転可能に取り付けられる。回転駆動装置１８は、モータ２０と、モータ２０の回転を主軸１４に伝達する回転伝達機構２１とを含む。回転駆動装置１８は、主軸１４の回転にブレーキ力を付与することもできる。

【0022】

ワーク保持装置１０は、ワークＷを背面ＦＣにおいて支持するワーク支持部２６と、ワークＷの内周面を規定する内周規定部材３０と、ワークＷの肩面Ｓに係合可能な肩部係合部としての肩面係合部３２と、肩面係合部３２をワーク支持部２６に向かって押し付ける押付装置３４とを含む。ワーク保持装置１０は、ワーク保持治具、背面矯正治具と称することができる。

【0023】

ワーク支持部２６は、軸線Ｍが示す方向（以下、ワーク保持装置の軸線方向、または、軸線方向と称する）に伸びた概して中空の筒状を成し、軸線方向に並んで大径部２６ａ、中径部２６ｂ、小径部２６ｃを有する段付き形状を成す。大径部２６ａの端面に背面ＦＣに対向する平坦面２４が形成される。平坦面２４は、概して円環状を成し、背面ＦＣのほぼ全体と面接触可能な面である。本実施例において、平坦面２４は、ほぼ背面ＦＣに対応する形状、大きさの面である。また、小径部２６ｃは、先端部に向かうにつれて半径が小さくなる傾斜部とされ、小径部２６ｃにおいて主軸１４に一体的に回転可能に取り付けられる。

【0024】

内周規定部材３０は、概して円環の板状を成し、軸線方向に押付力が加えられることにより、主として半径方向に弾性変形可能なものである。内周規定部材３０の外周面がワークＷの内周面に当接することにより、ワークＷの内周面の位置が規定され、ワークＷの中心位置が規定される。そのため、内周規定部材３０を中心位置規定部材、芯出し部材と称することもできる。

【0025】

肩面係合部３２は、肩面Ｓに当接可能な肩部押さえ部材としての肩面押さえ部材４０と、肩面押さえ部材４０を保持する保持部材４２と、肩面押さえ部材４０の軸線方向の位置を規定する位置決め部材４４とを含む。

【0026】

肩面押さえ部材４０は、中央に貫通穴を有し、概してかさ状を成す。肩面押さえ部材４０の外周部が曲げられて、円環状の当接部５０とされ、円環状の当接部５０のワーク支持部２６に対向する面がワークＷの肩面Ｓに当接する。肩面押さえ部材４０は、ワークＷの肩面Ｓの内周側の部分を覆う形状を成す。そのため、肩面押さえ部材４０を蓋部材と称することができる。また、肩面押さえ部材４０の内周部には雌ねじ部４０ｓが形成される。

【0027】

保持部材４２は、軸線方向に伸び、概して中空筒状を成す。保持部材４２の外周部には雌ねじ部４０ｓと螺合する雄ねじ部４２ｓが形成され、内周部の軸線方向の中間部には、図５(a)～(d)に示すように、内周側に突出する凸部５２が複数個、互いに間隔を隔てて形成される。本実施例において、凸部５２は、中心角１２０°ずつ隔たった位置に３個設けられる。３つの凸部５２は、それぞれ、扇形を成し、凸部５２が位置しない隙間４２ｐは、図５(a)に示すように、放射線状に凹んだ３個の凹部５４を有する形状を成す。また、図５(d)に示すように、凸部５２の各々の周方向の一端部には、それぞれ、ストッパ５２ｓが設けられる。
また、保持部材４２の側壁には、軸線方向および周方向に互いに間隔を隔てて、半径方向に貫通するボルト穴５６が複数設けられる。

【0028】

位置決め部材４４は、概して有底筒状を成し、内周部に雄ねじ部４２ｓに螺合する雌ねじ部４４ｓが形成されたものである。位置決め部材４４はナット部と称することができる。また、位置決め部材４４の筒部の側壁には１つのボルト穴５８が半径方向に貫通して形成される。

【0029】

保持部材４２の雄ねじ部４２ｓと肩面押さえ部材４０の雌ねじ部４０ｓ、位置決め部材４４の雌ねじ部４４ｓとの螺合により、保持部材４２に、肩面押さえ部材４０が取り付けられるとともに、位置決め部材４４が取り付けられる。雄ねじ部４２ｓと雌ねじ部４０ｓとにより、保持部材４２に対する肩面押さえ部材４０の軸線方向の位置が調整され、位置決め部材４４が、肩面押さえ部材４０に当接する位置に取り付けられる。そして、ボルト穴５８と複数のボルト穴５６の１つとを貫通して図示しないセットボルトが螺合させられることにより、位置決め部材４４と保持部材４２との軸線方向の相対位置が決まり、その結果、位置決め部材４４と肩面押さえ部材４０との軸線方向の相対位置が決まる。本実施例において、肩面押さえ部材４０、保持部材４２、位置決め部材４４は、軸線方向に一体的に移動可能とされる。また、保持部材４２の雄ねじ部４２ｓおよび肩面押さえ部材４０の雌ねじ部４０ｓ等により、保持部材４２に対する肩面押さえ部材４０の軸線方向の相対位置を決める調整部６０が構成される。

【0030】

押付装置３４は、本実施例において、引込ロッド６４と、駆動源としてのシリンダ６６とを備えた引込装置３４である。引込装置３４は、肩面係合部３２を矢印Ｐの方向に引き込むことにより、肩面係合部３２をワーク支持部２６に向かって押し付けるものである。シリンダ６６は、引込ロッド６４の回転を許容しつつ、軸線方向に移動させるものである。
引込ロッド６４は、軸線Ｍに沿って伸びたものであり、本実施例においては、複数の部材が連結されて構成される。引込ロッド６４は、軸線方向に伸びたロッド本体７２と、一端部に設けられ、肩面係合部３２に係合可能なロッド側係合部７０と、他端部に設けられたシリンダ６６への連結部７１とを含む。

【0031】

ロッド側係合部７０は、図６に示すように、ロッド本体７２から外周側に放射線状に突出した複数の凸部７４を含む。凸部７４は、本実施例において、中心角１２０°間隔で設けられ、保持部材４２の凸部５２によって規定される凹部５４に対応する形状、すなわち、ロッド係合部７０は隙間４２ｐに挿入可能な形状を成す。凸部７４のワーク支持部側の面７６は、上述の保持部材４２の凸部５２の位置決め部材側の面７８（図５参照）に係合可能とされる。

【0032】

引込ロッド６４と肩面係合部３２の保持部材４２とが、ロッド側係合部７０と隙間４２ｐとが対応する相対位相（非係合位相）にある場合において、引込ロッド６４と肩面係合部３２とが互いに軸線方向に相対移動可能な非係合状態となる。非係合状態において、ロッド側係合部７０が保持部材４２の内周側に挿入したり、保持部材４２から離脱したりすることが可能とされる。
そして、ロッド側係合部７０が保持部材４２の凸部５２より位置決め部材４４側の位置にある場合に、引込ロッド６４と保持部材４２とが相対回転可能とされる。そして、引込ロッド６４と保持部材４２とが、凸部７４が凸部５２に対応する相対位相（係合位相）にある場合に、引込ロッド６４と肩面係合部３２とが軸線方向に一体的に移動可能な係合状態となる。係合状態において、引込ロッド６４の引込みに伴って引込ロッド６４の凸部７４の面７６と保持部材４２の凸部５２の面７８とが当接させられ、肩面係合部３２が引き込まれる。
また、ロッド側係合部７０の引込ロッド６４に対する相対回転限度は、凸部７４のストッパ５２ｓへの当接により規定される。

【0033】

シリンダ６６は、市販品である回転油圧シリンダ（豊和工業株式会社製 回転油圧シリンダHH4C）である。シリンダ６６は、ディストリビュータ９０とシリンダ部９２とを含み、ディストリビュータ９０の本体がラッピング装置の本体１２に固定されるとともに、ディストリビュータ９０の本体にシリンダ部９２が相対回転可能に保持される。シリンダ部９２は、シリンダ本体９４と、シリンダ本体９４に液密かつ軸線方向に相対移動可能に嵌合されたピストン９５とを含み、ピストン９５のピストンロッド９６に引込ロッド６４が連結部７１において連結される。また、ピストンロッド９６の外周部に液密にロッドカバー９８が設けられる。これらシリンダ本体９４、ピストン９５、ロッドカバー９８は、主軸１４にボルト等を介して、一体的に回転可能に取り付けられる。また、シリンダ本体９４とロッドカバー９８とによって設けられる液室の内部は、ピストン９５により２つの２つの油圧室１００，１０２に仕切られる。

【0034】

ディストリビュータ９０には、切換えバルブ１１０を介して、低圧源１１２と高圧源１１４とが接続される。切換えバルブ１１０の制御により、油圧室１０２に低圧源１１２が連通させられ、油圧室１００に高圧の油圧が供給される状態と、油圧室１００に低圧源１１２が連通させられ、油圧室１０２に高圧の油圧が供給される状態とに切換えられる。
油圧室１００に高圧の油圧が供給され、油圧室１０２から排出させられることにより、引込ロッド６４が矢印Ｐ方向に引き込まれる。引込ロッド６４には、シリンダ６６により、ワークＷの背面ＦＣのダレ、ウネリを良好に矯正可能な引込力が付与される。油圧室１０２に高圧の油圧が供給され、油圧室１００から排出させられることにより引込ロッド６４が矢印Ｐとは反対方向に押し出される。引込ロッド６４に加えられた引込力が解除される。

【0035】

また、肩面係合部３２の保持部材４２の凸部５２のワーク支持部２６側の面８０と、内周規定部材３０との間には弾性部材としてのさらばね１１６と、内周規定部材３０を押圧する押圧部材１１８とが軸線方向に並んで設けられる。さらばね１１６、押圧部材１１８は、概して環状を成す。押圧部材１１８は、さらばね１１６を介して加えられた軸線方向の押付力を内周規定部材３０に伝達するものである。

【0036】

ラッピング装置は、ピニオンギヤＰを回転駆動する回転駆動装置１２０を含む。回転駆動装置１２０は、回転駆動源としての電動モータ１２２と、電動モータ１２２の回転をピニオンギヤＰを保持する保持軸に伝達する回転伝達装置１２４とを含む。
また、ラッピング装置には、図示を省略するが、研磨剤（ラッピングオイル）を供給する研磨剤供給装置が設けられる。研磨剤供給装置によって、ピニオンギヤＰとワークＷとが噛合する部分に研磨剤が供給される。

【0037】

以上のように構成されたラッピング装置において、ラッピングが行われる場合には、ワークＷはワーク保持装置１０により保持される。ワーク支持部２６が主軸１４に嵌合され、引込ロッド６４が、さらばね１１６、押圧部材１１８、内周規定部材３０を貫通する状態で取り付けられる。ワークＷは、ワークＷの軸線Ｌとワーク保持装置１０の軸線Ｍとが一致する姿勢で、背面ＦＣがワーク支持部２６の平坦面２４に当接した状態で支持される。この状態で、引込ロッド６４はワークＷの内周部を通って位置する。また、引込ロッド６４には肩面係合部３２が取り付けられ、係合状態とされる。

【0038】

シリンダ６６の駆動により引込ロッド６４が引き込まれる。それにより、さらばね１１６が弾性変形させられ、内周規定部材３０に軸線方向の押付力が加えられて、半径方向に弾性変形させられる。内周規定部材３０の外周面がワークＷの内周面に当接させられ、ワークＷの内周面の位置が規定され、中心位置が規定される。また、肩面係合部３２が肩面Ｓに当接し、ワーク支持部２６に向かって押し付けられる。背面ＦＣが平坦面２４に押し付けられ、平坦面２４に密着させられる。それにより、背面ＦＣのダレ、ウネリが矯正される。また、さらばね１１６により、肩面Ｓに加えられる押付力と内周規定部材３０に加えられる押付力とが調整される。

【0039】

このように、ワークＷがワーク保持装置１０により保持された状態で、ワークＷとピニオンギヤＰとは、これらの噛合部分に研磨剤が供給されつつ、互いに回転させられる。それにより、ワークＷの歯面ＦＡ，ＦＢについてラッピングが行われる。

【0040】

次に、歯当たり位置検査装置において、ワークＷについて歯当たり位置の検査が行われる。歯当たり位置検査装置は、研磨剤供給装置を含まないが、その他の部分の構造はラッピング装置とほぼ同じである。ワークＷがワーク保持装置１０により保持された状態において、ワークＷとピニオンギヤＰとが噛合した状態で、互いに回転させられる。それにより、光明丹が塗布された歯面ＦＡ，ＦＢの歯当たり位置が求められる。

【0041】

次に、本実施例に係るワーク保持装置によって保持されて作業が行われた歯車Ｗについて取得された歯当たり位置について、本実施例に係るワーク保持装置によって保持されることなく作業が行われた歯車Ｗについて取得された歯当たり位置と比較して説明する。

【0042】

図７(a)には、ワーク保持装置１０により保持されることなくラッピングが行われた歯車（以下、「矯正なしラップ歯車」と略称する。図７において同様とする）を差動装置２００に組み付けた状態（ASSY Assembly）で歯当たり位置を測定した結果を示し、図７(b)には、ワーク保持装置１０により保持された状態でラッピングが行われた歯車（以下、「矯正有りラップ歯車」と略称する。図７，８において同様とする）を差動装置２００に組み付けた状態（ASSY）で歯当たり位置を測定した結果を示す。また、図７(c)には、矯正なしラップ歯車の背面ＦＣを研削して、差動装置２００に組み付けた状態(ASSY)で歯当たり位置を測定した結果を示す。
図７(a),(b),(c)の各々に、光明丹を塗布した面（前進面、後退面）の各々における歯当たり部Ｈと、その歯当たり部Ｈの重心点Ｇとを示した。そして、重心点Ｇのうちの最もトー側の点の位置と最もヒール側の点の位置との間隔（差の絶対値）を歯当たり位置の個内バラツキＡｆ，Ａｂ、Ｂｆ，Ｂｂ、Ｃｆ，Ｃｂとして取得した。

【0043】

図７(b)に示す矯正有りラップ歯車が差動装置２００に組み付けられた状態において取得された前進面、後退面の各々の歯当たり位置の個内バラツキＢｆ、Ｂｂは、図７(a)に示す矯正なしラップ歯車が差動装置２００に組み付けられた状態において取得された歯当たり位置の個内バラツキＡｆ，Ａｂより小さいことが明らかである。
Ｂｆ＜Ａｆ，Ｂｂ＜Ａｂ
特に、矯正有りラップ歯車が差動装置２００に組み付けられた状態において取得された後退面の歯当たり位置の個内バラツキＢｂが小さいことが明らかである。

【0044】

また、図７(b)に示す歯当たり位置の個内バラツキＢｆ，Ｂｂは、図７(c)に示す背面ＦＣが研削された歯車が差動装置２００に組み付けられた状態において取得された歯当たり位置の個内バラツキＣｆ，Ｃｂと同等またはそれより小さいことが明らかである。
Ｃｆ≧Ｂｆ，Ｃｂ≧Ｂｂ

【0045】

以上のことから、ワークＷがワーク保持装置１０により保持された状態でラッピングが行われることにより、歯面ＦＡ，ＦＢの研磨が良好に行われ、歯当たり位置の個内バラツキが小さくなることが明らかである。また、矯正有りラップ歯車については、背面ＦＣを研削した歯車以上に歯当たり位置の個内バラツキが小さくなる。その結果、ワークＷがワーク保持装置１０により保持された状態でラッピングが行われることにより、歯車Ｗの背面研削を行う必要性が低くなる。

【0046】

図８(a)には、歯当たり位置検査装置において、矯正有りラップ歯車がワーク保持装置１０によって保持されることなく歯当たり位置の検査（矯正なし検査と略称する）が行われた結果を示し、図８(b)には、矯正有りラップ歯車がワーク保持装置１０により保持された状態で歯当たり位置の検査（矯正有り検査と略称する）が行われた結果を示す。図８(a),(b)には、歯車単体(KIT)で、すなわち、差動装置２００に組み付けられることなく、歯当たり位置の検査が行われた場合の結果を示した。また、図８(c)には、矯正有りラップ歯車が差動装置２００に組み付けられた状態(ASSY)で歯当たり位置が測定された結果を示す。

【0047】

また、図８(a),(b),(c)の各々に、歯当たり部Ｈ、歯当たり部Ｈの重心点Ｇ、歯当たり位置の個内バラツキαｆ，αｂ、βｆ，βｂ、γｆ，γｂを示す。また、図８(a),(b),(c)の各々の場合の重心点Ｇの平均位置Ｇαｆ，Ｇαｂ、Ｇβｆ，Ｇβｂ、Ｇγｆ，Ｇγｂをそれぞれ求め、重心点Ｇの平均位置の図８(a)の場合から図８(c)の場合への移動量（それぞれの重心点の平均位置の差の絶対値）ΔＧ１ｆ，ΔＧ１ｂ、図８(b)の場合から図８(c)の場合への移動量ΔＧ２ｆ，ΔＧ２ｂを取得して、それぞれ、図９(a),(b)に示した。
ΔＧ１ｆ＝｜Ｇγｆ－Ｇαｆ｜、ΔＧ１ｂ＝｜Ｇγｂ－Ｇγｂ｜
ΔＧ２ｆ＝｜Ｇγｆ－Ｇβｆ｜、ΔＧ２ｂ＝｜Ｇγｂ－Ｇβｂ｜

【0048】

図８(b)の場合の矯正有り検査が行われた場合の歯当たり位置の個内バラツキβｆ，βｂが図８(a)の場合の矯正なし検査が行われた場合の歯当たり位置の個内バラツキαｆ，αｂより小さいことが明らかである。
βｆ＜αｆ
βｂ＜αｂ
このことから、歯当たり位置検査装置においてワーク保持装置１０を用いることにより歯当たり位置の個内バラツキが小さくなることがわかる。

【0049】

また、図９(a),(b)に示すように、重心点Ｇの平均位置の図８(b)の場合から図８(c)の場合への移動量ΔＧ２ｆ、ΔＧ２ｂは重心点Ｇの平均位置の図８(a)の場合から図８(c)の場合への移動量ΔＧ１ｆ，ΔＧ１ｂより小さいことが明らかである。
ΔＧ２ｆ＜ΔＧ１ｆ
ΔＧ２ｂ＜ΔＧ１ｂ
このように、歯当たり位置の検査においてワーク保持装置１０を用いることにより、検査結果を、歯車Ｗが差動装置２００に組み付けられた状態において測定された歯当たり位置に近づけることができる。その結果、歯当たり位置検査装置において、ワーク保持装置１０によって保持された歯車の検査結果に基づく評価を、歯車Ｗが差動装置２００に組み付けられた状態の歯当たり位置の評価に近づけることができる。

【0050】

図１０(a),(b)には、矯正有りラップ歯車と矯正なしラップ歯車とを、それぞれ、２３個ずつ、差動装置２００に組み付けた状態で、バックラッシ(Backlash)の測定を行った結果を示す。横軸は、歯車の各々におけるバックラッシの最小値と最大値との差（以下、バックラッシの個内バラツキと称する）を示し、縦軸に個数を示す。図１０(a)に示す矯正なしラップ歯車のバックラッシの個内バラツキの平均値ＨＢＬ１より、図１０(b)に示す矯正有りラップ歯車のバックラッシの個内バラツキの平均値ＨＢＬ２の方が小さいことが明らかである。
ＨＢＬ２＜ＨＢＬ１

【0051】

上述のように、ワークＷがワーク保持装置１０により保持された状態でラッピングが行われることにより、歯当たり位置の個内バラツキが小さくなり、その結果、バックラッシの個内バラツキが小さくなったと考えられる。
また、歯車Ｗのバックラッシの個内バラツキが小さくなり、バックラッシが０になり難くされる。その結果、歯車ＷとピニオンギヤＰとの噛合において、ワークＷの焼き付き等の加工不良を起こり難くすることができる。

【0052】

図１１には、図示しない振動測定装置において、矯正有りラップ歯車と、矯正なしラップ歯車とを、それぞれ、差動装置２００に組み付けた状態において、駆動用ピニオンギヤＰに加えるトルクを変化させつつ差動装置２００の振動を測定した結果を示す。図１１から、矯正有りラップ歯車が組み付けられた差動装置２００においては、トルクの大部分の領域において、矯正なしラップ歯車が組み付けられた差動装置２００におけるより、振動が抑制されることが明らかである。

【0053】

このように、ワークＷがワーク保持装置１０により保持された状態でラッピングが行われることにより、歯当たり位置の個内バラツキが小さくなり、その結果、歯車Ｗが差動装置２００に組み付けられた状態で、振動が抑制されたと考えられる。

【0054】

また、本実施例に係るワーク保持装置１０においては、調整部６０によって保持部材４２に対する肩面押さえ部材４０の軸線方向の相対位置が調整可能とされている。そのため、肩面Ｓの背面ＦＣからの距離が異なるワークＷについては、保持部材４２の肩面押さえ部材４０の軸線方向の相対位置を調整することによって対応することができる。また、内径が異なる（肩面Ｓによって形成される半径が異なる）ワークＷについては、保持部材４２に取り付ける肩面押さえ部４０の形状（外径）を変えることによって対応することができる。

【0055】

仮に、肩面係合部３２が一体的に設けられたものである場合には、ワークＷの形状に合わせて肩面係合部３２を製造する必要がある。それに対して、本実施例においては、調整部６０により調整することによって対応したり、肩面押さえ部材４０のみを交換することにより対応したりすること等ができる。このように、本実施例においては、ワークＷの形状に合わせて肩面係合部３２を作成する必要がないため、ワーク保持装置１０のコストアップを抑制することができる。また、例えば、肩面係合部３２の構成部材のうちの１つが寿命になった場合には、その構成部材を交換すればよく、肩面係合部全体を交換する必要がない。そのため、肩面係合部３２のコストアップを良好に回避することができるのである。

【0056】

さらに、本ワーク保持装置１０において、肩面係合部３２によりワークＷの肩面Ｓの内周側の部分全体が覆われるため、ラッピング時に研磨剤が内周規定部材３０に供給され難くなる。一方、内周規定部材３６に研磨剤が供給された状態で内周規定部材３０の着脱等を行うと、内周規定部材３６の外周面が研磨剤により摩耗し易くなる。それに対して、本実施例においては、内周規定部材３０に研磨剤が供給され難くされるため、内周規定部材３０の摩耗を良好に抑制し、寿命を長くすることができる。

【0057】

また、背面研削の必要性が低くなることから、背面研削工程をなくすことができる。その場合には、歯車Ｗの製造工数を低減することができ、背面研削用の工具、加工機が不要となる。その結果、歯車Ｗのコストダウンを図ることができる。

【0058】

なお、肩面係合部３２を、歯車Ｗの肩面Ｓの内周部全体を覆う形状とすることは不可欠ではない。肩面押さえ部材４０は、複数か所において肩面Ｓに当接可能な形状を成すものとすることができる。
また、さらばね１１６の代わりに、他の弾性部材を利用することができる。
さらに、内周規定部材３０に押付力を加える装置と、肩面係合部３２をワーク支持部２６に押し付ける装置とをそれぞれ別個に設けることができる。その場合には、さらばね１１６は不要となる。
また、本ワーク保持装置は、ラッピング装置と歯当たり位置検査装置との両方に適用されることは不可欠ではなく、いずれか一方の装置において適用されるようにする等、その他、本発明は、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。

【符号の説明】

【0059】

１０：ワーク保持装置 ２４：平坦面 ２６:ワーク支持部 ３２:肩面係合部 ３４：引込装置 ４０：肩面押さえ部材 ４２：保持部材 ４４：位置決め部材 ６０：調整部 ６４：引込ロッド ６６：シリンダ １１６：さらばね

【特許請求可能な発明】

【0060】

（１）歯車であるワークを保持するワーク保持装置であって、
前記ワークの内周面に設けられた肩部に係合可能な肩部係合部と、
前記ワークの背面に対向する平坦面を備え、前記平坦面において前記ワークを支持するワーク支持部と、
前記肩部係合部を、前記ワーク支持部に向かって押し付ける押付装置と
を含むワーク保持装置。

【0061】

ワーク支持部は、平坦面に背面が対向する状態でワークを支持するものである。ワーク支持部が備えた平坦面は、背面全体に接触可能な面とすることができる。例えば、平坦面を、ワークの背面に対応する形状、大きさ以上を成すものとすることができる。

【0062】

（２）前記押付装置が、前記肩部係合部を前記ワーク支持部に向かって引き込む引込装置を含む(1)項に記載のワーク保持装置。

【0063】

（３）前記引込装置が、駆動源と、前記駆動源により軸線方向に移動可能な引込ロッドとを含み、前記引込ロッドの前記軸線方向の移動により、前記肩部係合部を前記ワーク支持部に向かって引き込むものである(2)項に記載のワーク保持装置。

【0064】

駆動源は、流体シリンダを含むものとしたり、電動モータを含むものとしたりすること等ができる。駆動源は、引込ロッドの回転を許容しつつ軸線方向に移動させるものであり、背面を平坦面に密着させ得る駆動力を出力可能なものである。

【0065】

（４）前記引込ロッドが、一端部に設けられ、前記肩部係合部と係合可能なロッド側係合部と、他端部に設けられ、前記駆動源に連結される連結部とを含む(3)項に記載のワーク保持装置。

【0066】

（５）前記肩部係合部と前記引込ロッドとが、互いに軸線方向に相対移動可能な非係合状態と、前記軸線方向に一体的に移動可能な係合状態とに切換え可能に設けられた(2)項ないし(4)項のいずれか１つに記載のワーク保持装置。

【0067】

例えば、肩部係合部と引込ロッドとの軸線回りの相対回転により、非係合状態と係合状態とに切換え可能とすることができる。例えば、ロッド側係合部と前記肩部係合部との軸線回りの相対回転により、係合状態と非係合状態とに切換え可能とすることができる。

【0068】

（６）当該ワーク保持装置が、前記ワークの内周面を規定する内周規定部材を含み、
前記引込装置が、前記肩部係合部を前記ワーク支持部に向かって引き込むとともに、前記内周規定部材に、前記軸線方向の押付力を付与するものである(2)項ないし(5)項のいずれか１つに記載のワーク保持装置。
ワークの内周面は概して段付き形状を成し、肩部より背面側の内径が肩部より歯面側の内径より小さくされる。内周規定部材は、肩部より背面側の内周面に挿入される。内周規定部材によりワークの内周面が規定され、中心位置が規定される。内周規定部材は、軸線方向の押付力が加えられることにより、半径方向に弾性変形可能な弾性部材とすることができる。

【0069】

（７）前記引込装置が、前記肩部係合部と前記内周規定部材との間に設けられた弾性部材を含み、前記弾性部材を介して前記内周規定部材に前記押付力を付与するものである(6)項に記載のワーク保持装置。

【0070】

弾性部材により内周規定部材に加えられる押付力と、肩部押さえ部材に加えられる押付力との調整が図られる。

【0071】

（８）前記肩部係合部が、前記肩部に当接可能な肩部押さえ部材と、前記肩部押さえ部材を保持する保持部材と、前記肩部押さえ部材と前記保持部材との間に設けられ、前記肩部押さえ部材の前記保持部材に対する軸線方向の相対位置を調整可能な調整部とを含む(1)項ないし(7)項のいずれか１つに記載のワーク保持装置。

【0072】

肩部係合部は、１つの部材から構成されたものであっても、複数の部材から構成されたものであってもよい。

【0073】

（９）前記肩部押さえ部材が、外周部に設けられ、前記肩部に当接可能な当接部と、内周部に設けられた雌ねじ部とを含み、
前記保持部材が、概して軸線方向に伸びた円筒状を成し、外周面に形成され、前記雌ねじ部と螺合可能な雄ねじ部を含み、
前記調整部が、前記雌ねじ部と前記雄ねじ部とを含む(8)項に記載のワーク保持装置。

【0074】

肩部押さえ部材は、中央部に貫通穴を有し、軸線方向にワーク支持部に近づくにつれて、半径が大きくなる概して傘状を成すものとすることができる。また、肩部押さえ部材の外周部にフランジ部が設けられ、フランジ部を当接部とすることができる。

【0075】

（１０）前記肩部係合部が、前記保持部材の前記雄ねじ部に螺合可能な雌ねじ部を有し、前記肩部押さえ部材の前記保持部材における前記軸線方向の相対位置を決める位置決め部材を含む(8)項または(9)項に記載のワーク保持装置。
保持部材に肩部押さえ部材と位置決め部材との両方を螺合させて、互いに相対移動不能に固定することが望ましい。それにより、保持部材に対する肩部押さえ部材の軸線方向の位置を、その都度、調整する必要がなくなり、作業時間を短縮することができる。

【0076】

（１１）当該ワーク保持装置が、前記ワークの内周面を規定する内周規定部材と、前記肩部係合部を前記ワーク支持部に向かって押し付ける第１押付装置と、前記内周規定部材に、前記内周規定部を前記ワーク支持部に向かって押し付ける押付力を加える第２押付装置とを含む(1)項ないし(10)項のいずれか１つに記載のワーク保持装置。

【0077】

第１押付装置と第２押付装置とは同じものであっても互いに別個のものであってもよい。また、第１押付装置と第２押付装置との少なくとも一方が引込装置とすることができる。

【0078】

（１２）前記ワークが、前記歯車としてのまがり歯かさ歯車である(1)項ないし(11)項のいずれか１つに記載のワーク保持装置。

【0079】

その他、ワークはハイポイドギヤ、すぐ歯かさ歯車、べベルギヤ等とすることもできる。

【0080】

（１３）当該ワーク保持装置が、前記ワークに設けられた複数の歯面の研磨と、前記歯面における歯当たり位置の検査との少なくとも一方において、前記ワークを保持するものである(1)項ないし(12)項のいずれか１つに記載のワーク保持装置。
ワーク保持装置は、焼き入れ後の工程において用いることが望ましいが、焼き入れが行われない歯車については、加工工程において用いることもできる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】