図1は本発明の第1実施例に係る歯合わせ� �置を備えた歯車研削盤の要部側面図、図2は� ��ンサの取付構造を示した概略図、図3はワー クに対する砥石とセンサとの位置関係を示し た図である。

 図1に示すように、歯車加工機械である歯 車研削盤1のベッド11上には、コラム12がX軸方 向(水平方向)に移動可能に支持されている。� ��ラム12の前面には、円筒状をなし、且つ、� �の外周面において螺旋状のねじ山が形成さ� �る砥石(回転工具)13が水平軸回りで回転可能� ��支持されており、この砥石13は、コラム12に 対し、Y軸方向(水平方向)、Z軸方向(上下方向) に移動可能に支持されると共に、A方向に旋� �可能に支持されている。そして、この砥石13 を後述する歯車状のワーク(被加工歯車)Wに噛 み合わせることにより、歯車研削を行うよう になっている。

 更に、ベッド11上には、コラム12の前面と 対向するようにカウンタコラム14が立設され� ��いる。カウンタコラム14のコラム12と対向す る前面には、ガイド部材15が取り付けられて� ��り、このガイド部材15にはテールストック16 がZ軸方向に昇降可能に支持されている。そ� �て、テールストック16の下端には、略円錐状 のテールストックセンタ17がテールストック1 6に対して垂直軸回りで回転可能に支持され� �いる。

 テールストック16の下方には、ベッド11上 において、円盤状の回転テーブル(ワーク回� �手段)18がC方向に(鉛直軸回り)回転可能に支� �されている。回転テーブル18の上部には略円 錐状の取付治具19が着脱可能に支持されてお� ��、更に、この取付治具19の上部にはワークW� ��着脱可能となっている。

 なお、テールストックセンタ17の中心軸� �回転テーブル18の中心軸、及び、取付治具23� ��中心軸は同軸上に配置されている。つまり� ��取付治具23上に装着されたワークWに対し、� ��の上方からテールストック16を下降させて� �テールストックセンタ17をワークWの中心孔Wa (図3参照)に嵌入することにより、当該ワーク を保持することができる。これにより、回転 テーブル18を回転させることで、テールスト� ��クセンタ17及び取付治具19と共に、保持した ワークWをC方向に回転可能となる。

 図1乃至図3に示すように、テールストッ� �16のカウンタコラム14(ガイド部材15)側には、 段部16aが形成されている。テールストック16� ��段部16aにはロッド41の上端が取り付けられ� �おり、このロッド41の下端には支持板31及び� ��持ロッド32を介してセンサ(回転位相検出手� ��)33が支持されている。センサ33は、近接セ� �サ等の非接触式センサであって、ワークWの� ��転位相を検出するものである。

 支持板31には貫通孔31aが形成されており� �この貫通孔31aの上部及び下部にはリング部� �34が設けられている。一方、ロッド41は、上� ��側に形成される大径部41aと、下端側に形成� ��れ大径部41aよりも小径をなす小径部41bと、� ��径部41aと小径部41bとの間に形成されるフラ� ��ジ部41cとを有している。

 そして、ロッド41の小径部41bは、支持板31 の貫通孔31a及びリング部材34内に摺動可能に� ��通支持されている。ロッド41のフランジ41c� �上方のリング部材34との間における小径部41b の外側には、ばね35が圧縮状態で配置されて� ��る。これにより、支持板31はばね35の付勢力 によりロッド41に対して下方に付勢された状� ��となっている。また、支持板31の一端には� �述した支持ロッド32を介してセンサ33が支持� ��れており、支持板31の他端の下方には、カ� �ンタコラム14の前面下方に支持されるストッ パ36が配置されている。

 即ち、テールストック16が下降すると、� �該テールストック16に設けられる支持板31が� ��トッパ36に当接することとなり、テールス� �ック16の下限位置が設定されている。これに より、ロッド41の下端(小径部41b)は下降基準� �置Rに配置され、センサ33は保持されたワー� �Wと対向するように配置される。

 ここで、コラム12のX軸方向への移動、砥� ��13におけるY,Z軸方向への移動及びA方向への� ��動や回転駆動、テールストック16のZ軸方向� ��の昇降、テーブル18(ワークW)のC方向への回� ��駆動、センサ33の回転位相の検出等は、図� �しないNC装置により制御されるようになって いる。即ち、これらを制御することにより、 ワークWに対し研削加工を施すことができる� �

 なお、支持板31、支持ロッド32、ばね35、� ��トッパ36、ロッド41等は、加工誤差吸収手段 を構成するものである。

 次に、歯車研削盤1における歯合わせ動作 及び研削加工について説明する。

 先ず、ワークWを取付治具19上に装着し、� ��ールストック16を下降させる。このように� �ールストック16を下降させると、支持板31が� ��トッパ36に当接して当該テールストック16が 下限位置に配置される。これにより、テール ストックセンタ17がワークWの中心孔Waに嵌入� ��て当該ワークWが保持されると共に、センサ 33がその保持されたワークWと対向する検出位 置に配置される。

 そして、センサ33が検出位置に配置され� �状態で、回転テーブル18を回転させてワーク Wの1つの歯先(山)の位置を計測した後、逆回� �させてその1つの歯先の隣の歯先の位置を計� ��し、これらの計測結果に基づいて、その歯� ��間におけるC方向の回転位相を検出する。次 いで、NC装置により、この検出したワークWの 歯先間におけるC方向の回転位相から、当該� �先間の歯溝(谷)におけるC方向の回転位相を� �算する。

 続いて、この演算されたセンサ33と対向� �たワークWの歯溝におけるC方向の回転位相、 ワークWの諸元(歯数、ねじれ角等)、センサ33� ��ワークWにおける検出高さ、センサ角度(砥� �13側からの相対的なC方向の回転角度)等から� ��砥石13側のワークWの歯溝におけるC方向の回 転位相を演算する。そして、砥石13に対する� ��の演算した砥石13側のワークWの歯溝におけ� ��C方向の回転位相のずれ量を求め、この回転 位相のずれ量の分だけワークWを補正回転さ� �て、砥石13とワークWとの歯合わせを行う。

 その後、砥石13の回転と回転テーブル18の C方向への回転とを同期させ、同時に、コラ� �12をX軸方向に移動させ、砥石13をY,Z軸方向に 移動させると共に、A方向に旋回させること� �より、砥石13がワークWに噛み合い、当該ワ� �クWに研削加工が施される。

 ここで、ワークには微小ではあるが加工� ��差が生じることがあり、上述したように、� ��ークを鉛直軸回りのC方向で回転させて研削 する場合には、ワークの高さ寸法、即ち、歯 幅寸法に加工誤差が生じると、Z軸方向にお� �るセンサの検出位置にばらつきが出てしま� �、高精度に検出することができない。

 そこで、本発明に係る歯合わせ装置にお� ��ては、支持板31とロッド41との間にばね35を� ��置することにより、仮にワークWの高さ方向 に加工誤差が生じても、センサ33はZ軸方向に おいて常に同じ位置に配置されるようになっ ている。

 つまり、図2に示すように、ワークWの高� �寸法が所定寸法よりも大きい場合には、そ� �寸法が大きくなった分、テールストック16の 下限位置は、ワーク所定寸法加工時のそれよ りも若干上方に変更され、これに伴い、ロッ ド41の下端も下降基準位置Rよりも上方に位置 する基準上方位置R1までしか下降しない。し� ��しながら、支持板31は、ばね35の付勢力によ りロッド41に対して下方に付勢されているの� ��、ストッパ36と当接することになる。これ� �より、センサ33は、ワークWの高さ寸法が所� �寸法よりも大きい場合であっても、その高� �寸法が所定寸法に加工されている場合と同� �ように、Z軸方向において同じ位置に配置さ� ��ることになる。

 一方、ワークWの高さ寸法が所定寸法より も小さい場合には、その寸法が小さくなった 分、テールストック16の下限位置は、ワーク� ��定寸法加工時のそれよりも若干下方に変更� ��れる。このとき、支持板31がストッパ36に当 接すると共に、ロッド41の下端はばね35の付� �力に抗して下降基準位置Rよりも下方に位置� ��る基準下方位置R2まで下降する。即ち、支� �板31はストッパ36によりその下降が規制され� ��ものの、ロッド41だけが下降することにな� �。これにより、センサ33は、ワークWの高さ� �法が所定寸法よりも小さい場合であっても� �その高さ寸法が所定寸法に加工されている� �合と同じように、Z軸方向において同じ位置� ��配置されることになる。

 よって、支持板31とロッド41との間にばね 35を配置することにより、ワークWの高さ寸法 の加工誤差が吸収され、センサ33の検出位置� ��Z軸方向において一定に保持される。

 また、センサ33をテールストック16に支持 させているので、歯合わせ動作を行う場合に は、センサ33の検出時においても砥石13を一� �退避させる必要もない。この結果、歯合わ� �動作に要する時間が短縮される。しかも、� �3に示すように、センサ33をワークWを挟んで� ��石13の反対側に設けているので、砥石13から センサ33までの距離が長く形成でき、研削時� ��おけるワークWの切屑やクーラントの供給及 び飛散によるセンサ33への損傷が防止される� ��

 従って、センサ33をテールストック16に支 持させることにより、テールストック16がワ� ��クWを保持すると共に、センサ33によりワー� ��Wの回転位相の検出を行うことができるので 、歯合わせ時間の短縮を図ることができる。

 また、センサ33をワークWを挟んで砥石13� �反対側に配置させることにより、センサ33が 砥石13の歯合わせ動作に関与することがない� ��で、その動作の簡素化を図ることができ、� ��合わせ時間の更なる短縮を図ることができ� ��。しかも、砥石13からセンサ33までの距離を 十分に保つことができるので、研削時におけ るワークWの切屑やクーラントの供給及び飛� �によるセンサ33への損傷を防止することがで きる。

 更に、支持板31とロッド41との間にばね35� ��設けることにより、ワークWの高さ寸法に加 工誤差が生じても、その加工誤差の分だけ吸 収することができるので、センサ33を一定の� ��出位置に配置させることができる。この結� ��、高精度な回転位相の検出を行うことがで� ��る。

 図4は本発明の第2実施例に係る歯合わせ� �置を備えた歯車研削盤の要部側面図、図5は� ��ンサの取付構造を示した概略図、図6はワー クに対する砥石とセンサとの位置関係を示し た図である。なお、上述した実施形態で説明 したものと同様の構造及び機能を有する部材 については、同一の符号を付して重複する説 明は省略する。

 図4乃至図6に示すように、歯車加工機械� �ある歯車研削盤2におけるテールストック16� �側面には、シリンダ51が設けられており、こ のシリンダ51はZ軸方向に摺動するロッド52を� ��えている。ロッド52の下端には支持板31及び 支持ロッド32を介してセンサ33が支持されて� �る。

 ロッド52は、上端側に形成される大径部52 aと、下端側に形成され大径部52aよりも小径� �なす小径部52bと、大径部52aと小径部52bとの� �に形成されるフランジ部52cとを有している� �

 そして、ロッド52の小径部52bは、支持板31 の貫通孔31a及びリング部材34内に摺動可能に� ��通支持されている。ロッド52のフランジ52c� �上方のリング部材34との間における小径部52b の外側には、ばね35が圧縮状態で配置されて� ��る。これにより、支持板31はばね35の付勢力 によりロッド52に対して下方に付勢された状� ��となっている。

 即ち、テールストック16が下降すると、� �該テールストック16に設けられる支持板31が� ��トッパ36に当接することとなり、テールス� �ック16の下限位置が設定されている。これに より、ロッド52の下端(小径部52b)は下降基準� �置Rに配置され、センサ33は保持されたワー� �Wと対向するように配置される。また、テー� ��ストック16が下限位置に配置されるときに� �シリンダ51を駆動してロッド52を伸縮させる� ��とにより、センサ33が検出位置S1と退避位置 S2との間を移動する。

 ここで、コラム12のX軸方向への移動、砥� ��13におけるY,Z軸方向への移動及びA方向への� ��動や回転駆動、テールストック16のZ軸方向� ��の昇降、テーブル18(ワークW)のC方向への回� ��駆動、センサ33の回転位相の検出、シリン� �51の駆動等は、図示しないNC装置により制御� ��れるようになっている。即ち、これらを制� ��することにより、ワークWに対し研削加工を 施すことができる。

 なお、支持板31、支持ロッド32、ばね35、� ��トッパ36、シリンダ51、ロッド52等は、加工� ��差吸収手段を構成するものである。

 次に、歯車研削盤2における歯合わせ動作 及び研削加工について説明する。

 先ず、ワークWを取付治具19上に装着し、� ��リンダ51のロッド52を伸長させたまま、テー ルストック16を下降させる。このようにテー� ��ストック16を下降させると、支持板31がスト ッパ36に当接して当該テールストック16が下� �位置に配置される。これにより、テールス� �ックセンタ17がワークWの中心孔Waに嵌入して 当該ワークWが保持されると共に、センサ33が その保持されたワークWと対向する検出位置S1 に配置される。

 そして、センサ33が検出位置S1に配置され た状態で、回転テーブル18を回転させてワー� ��Wの1つの歯先(山)の位置を計測した後、逆回 転させてその1つの歯先の隣の歯先の位置を� �測し、これらの計測結果に基づいて、その� �先間におけるC方向の回転位相を検出する。� ��いで、NC装置により、この検出したワークW� ��歯先間におけるC方向の回転位相から、当該 歯先間の歯溝(谷)におけるC方向の回転位相を 演算する。

 続いて、この演算されたセンサ33と対向� �たワークWの歯溝におけるC方向の回転位相、 ワークWの諸元(歯数、ねじれ角等)、センサ33� ��ワークWにおける検出高さ、センサ角度(砥� �13側からの相対的なC方向の回転角度)等から� ��砥石13側のワークWの歯溝におけるC方向の回 転位相を演算する。そして、砥石13に対する� ��の演算した砥石13側のワークWの歯溝におけ� ��C方向の回転位相のずれ量を求め、この回転 位相のずれ量の分だけワークWを補正回転さ� �て、砥石13とワークWとの歯合わせを行う。

 その後、シリンダ51を駆動してロッド52を 短縮させて、センサ33を検出位置S1から退避� �置S2に上昇させる。次いで、砥石13の回転と� ��転テーブル18のC方向への回転とを同期させ� ��同時に、コラム12をX軸方向に移動させ、砥� ��13をY,Z軸方向に移動させると共に、A方向に� ��回させることにより、砥石13がワークWに噛� ��合い、当該ワークWに研削加工が施される。

 ここで、ワークには微小ではあるが加工� ��差が生じることがあり、上述したように、� ��ークを鉛直軸回りのC方向で回転させて研削 する場合には、ワークの高さ寸法、即ち、歯 幅寸法に加工誤差が生じると、Z軸方向にお� �るセンサの検出位置S1にばらつきが出てしま い、高精度に検出することができない。

 そこで、本発明に係る歯合わせ装置にお� ��ては、支持板31とロッド52との間にばね35を� ��置することにより、仮にワークWの高さ方向 に加工誤差が生じても、センサ33はZ軸方向に おいて常に同じ位置に配置されるようになっ ている。

 つまり、図5に示すように、ワークWの高� �寸法が所定寸法よりも大きい場合には、そ� �寸法が大きくなった分、テールストック16の 下限位置は、ワーク所定寸法加工時のそれよ りも若干上方に変更され、これに伴い、ロッ ド52の下端も下降基準位置Rよりも上方に位置 する基準上方位置R1までしか下降しない。し� ��しながら、支持板31は、ばね35の付勢力によ りロッド52に対して下方に付勢されているの� ��、ストッパ36と当接することになる。これ� �より、センサ33は、ワークWの高さ寸法が所� �寸法よりも大きい場合であっても、その高� �寸法が所定寸法に加工されている場合と同� �ように、Z軸方向において同じ位置に配置さ� ��ることになる。

 一方、ワークWの高さ寸法が所定寸法より も小さい場合には、その寸法が小さくなった 分、テールストック16の下限位置は、ワーク� ��定寸法加工時のそれよりも若干下方に変更� ��れる。このとき、支持板31がストッパ36に当 接すると共に、ロッド52の下端はばね35の付� �力に抗して下降基準位置Rよりも下方に位置� ��る基準下方位置R2まで下降する。即ち、支� �板31はストッパ36によりその下降が規制され� ��ものの、ロッド52だけが下降することにな� �。これにより、センサ33は、ワークWの高さ� �法が所定寸法よりも小さい場合であっても� �その高さ寸法が所定寸法に加工されている� �合と同じように、Z軸方向において同じ位置� ��配置されることになる。

 よって、支持板31とロッド52との間にばね 35を配置することにより、ワークWの高さ寸法 の加工誤差が吸収され、センサ33の検出位置S 1はZ軸方向において一定に保持される。

 また、センサ33をテールストック16に支持 させているので、歯合わせ動作を行う場合に は、センサ33の検出時においても砥石13を一� �退避させる必要もない。この結果、歯合わ� �動作に要する時間が短縮される。しかも、� �転位相の検出が完了したセンサ33を退避位置 S2に上昇させているので、砥石13からセンサ33 までの距離が長く形成でき、研削時における ワークWの切屑やクーラントの供給及び飛散� �よるセンサ33への損傷が防止される。

 なお、上述した動作においては、シリン� ��51のロッド52を伸長したまま、テールストッ ク16を降下させて、センサ33を検出位置S1に配 置させるようにしたが、シリンダ51のロッド5 2を短縮したまま、テールストック16を降下さ せて、センサ33を一端退避位置S2に配置させ� �後、検出位置S1に下降させても構わない。ま た、シリンダ51及びロッド52に加えて、セン� �33をワークWの径方向外方へ退避させる退避� �構を更に備えてもよく、あるいは、この退� �機構だけを設けるようにしても構わない。

 従って、センサ33をテールストック16に支 持させることにより、テールストック16がワ� ��クWを保持すると共に、センサ33によりワー� ��Wの回転位相の検出を行うことができるので 、歯合わせ時間の短縮を図ることができる。

 また、センサ33を検出位置S1と退避位置S2� ��の間で昇降させるシリンダ51を設け、セン� �33が回転位相の検出を行わないとき、即ち、 歯合わせ時や研削時には、当該センサ33を退� ��位置S2に配置させることにより、センサ33が 砥石13の歯合わせ動作に関与することがない� ��で、その動作の簡素化を図ることができ、� ��合わせ時間の更なる短縮を図ることができ� ��。しかも、砥石13からセンサ33までの距離を 十分に保つことができるので、研削時におけ るワークWの切屑やクーラントの供給及び飛� �によるセンサ33への損傷を防止することがで きる。

 更に、支持板31とシリンダ51のロッド52と� ��間にばね35を設けることにより、ワークWの� ��さ寸法に加工誤差が生じても、その加工誤� ��の分だけ吸収することができるので、セン� ��33を一定の検出位置に配置させることがで� �る。この結果、高精度な回転位相の検出を� �うことができる。

 なお、上述した実施例では、支持板31と� �ッド41またはロッド52との間にばね35を設け� �ようにしたが、必ずしも、このばね35を設け なくてもよく、ロッド41またはロッド52の下� �を支持板31に固定しても構わない。また、ね じ状の砥石を用いて歯車状のワークを研削す る歯車研削盤に、本発明に係る歯合わせ装置 を適用するようにしたが、例えば、ねじ状の ホブカッタを用いて歯車状のワークを加工す るホブ盤等の歯車加工機械に適用しても構わ ない。