特許 6282185 マシニングセンタによる歯車の加工方法

(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】6282185

(24)【登録日】2018年2月2日

(45)【発行日】2018年2月21日

(54)【発明の名称】マシニングセンタによる歯車の加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23F 5/20 20060101AFI20180208BHJP

【ＦＩ】

   B23F5/20

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-127140(P2014-127140)

(22)【出願日】2014年6月20日

(65)【公開番号】特開2016-5855(P2016-5855A)

(43)【公開日】2016年1月14日

【審査請求日】2016年10月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100116274

【弁理士】

【氏名又は名称】富所 輝観夫

(74)【代理人】

【識別番号】100089015

【弁理士】

【氏名又は名称】牧野 剛博

(74)【代理人】

【識別番号】100080458

【弁理士】

【氏名又は名称】高矢 諭

(74)【代理人】

【識別番号】100076129

【弁理士】

【氏名又は名称】松山 圭佑

(72)【発明者】

【氏名】山中 悌二郎

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 泰正

(72)【発明者】

【氏名】田中 史人

【審査官】 青山 純

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５９−０６９２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０３１５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２０５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２６４４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１４１１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１８０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１８３０９４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｆ １／００ − １２／１２

ＷＰＩ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マシニングセンタにより、歯車を加工する歯車の加工方法であって、
前記マシニングセンタの工具と、前記歯車の歯面との距離を変化させながら、前記工具を前記歯面に沿って移動させ、前記歯車の歯面を加工する際に、
前記工具を、前記歯面に沿って、螺旋状に移動させながら、前記歯車の歯面を加工する
ことを特徴とするマシニングセンタによる歯車の加工方法。

【請求項2】

マシニングセンタにより、歯車を加工する歯車の加工方法であって、
前記マシニングセンタの工具と、前記歯車の歯面との距離を変化させながら、前記工具を前記歯面に沿って移動させ、前記歯車の歯面を加工する際に、
前記工具を、前記歯車の歯筋方向および歯丈方向の両方に対して傾斜した方向に移動させながら、前記歯車の歯面を加工する
ことを特徴とするマシニングセンタによる歯車の加工方法。

【請求項3】

マシニングセンタにより、歯車を加工する歯車の加工方法であって、
前記マシニングセンタの工具と、前記歯車の歯面との距離を変化させながら、前記工具を前記歯面に沿って移動させ、前記歯車の歯面を加工する際に、
前記工具を、前記歯車が相手歯車と噛合する際に、該相手歯車の歯面との間に相対滑りが生じる方向に移動させながら、前記歯車の歯面を加工する
ことを特徴とするマシニングセンタによる歯車の加工方法。

【請求項4】

請求項１において、
前記工具を、前記歯面に沿って、所定のピッチを有するねじ状に移動させながら、前記歯車の歯面を加工する
ことを特徴とするマシニングセンタによる歯車の加工方法。

【請求項5】

請求項３において、
前記工具を、少なくとも互いに交わる２方向に移動させて前記歯車の歯面を加工する
ことを特徴とするマシニングセンタによる歯車の加工方法。

【請求項6】

請求項５において、
前記工具を、前記相対滑りの方向と、該相対滑りの方向に交差する方向に移動させて、前記歯車の歯面を加工する
ことを特徴とするマシニングセンタによる歯車の加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マシニングセンタによる歯車の加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、図５に示されるような、マシニングセンタによって歯車を加工する方法が開示されている。

【0003】

図５に示されるマシニングセンタＭＣは、特に、大きなモジュール部品を有する歯車（図５（Ｂ）参照）２を精密機械仕上げするために設計されたものである。マシニングセンタＭＣは、（直線的な双方向矢印により図示された）３つの直交軸と、回転テーブル４の回転軸とを有している。ワークピースである歯車２は、回転テーブル４上に設置される。

【0004】

このマシニングセンタＭＣは、ツール軸８Ｃの周りに回転する円筒状の工具（ツール）８を含むスピンドル９を有する。ツール軸８Ｃは、歯車２に対して複数の軸の周りにおいて回転可能である。工具８は、加工の際に歯車２の歯面（被加工面）２Ａ上の一部において接線方向に少なくとも部分的に接触する。

【0005】

工具８の加工走査方向Ｅの送り出し動作は、歯面２Ａに対する工具８の相対的な移動により実施される。こうした相対的移動は、マシニングセンタＭＣのＮＣ制御（数値制御）により実現される。

【0006】

このマシニングセンタＭＣでは、図５（Ｂ）に示されるように、歯車２の歯面２Ａに、工具８を当接させながら移動させ、当該歯車２の歯面２Ａを加工している。図５（Ｂ）の例では、工具８を、ツール軸８Ｃの周りで回転させながら加工走査方向Ｅに移動させている。つまり、加工走査方向Ｅに工具８を移動して加工した後、該工具８を、加工走査方向Ｅとほぼ直交する方向にδＥだけ、僅かにシフトさせ、再び加工走査方向Ｅに移動して順次歯面２Ａ全体を加工している。これにより、所望の形状の歯面を形成することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特表２０１３−５０８１７４号公報（図１２、図２）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

このようなマシニングセンタによる歯車の加工にあっては、工具の寿命をより長く確保することが要請されている。

【0009】

本発明は、こうした要請に応えるためになされたものであって、マシニングセンタによる歯車の加工に当たって、該マシニングセンタの工具の寿命をより伸長させることのできる加工方法を提供することをその課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、マシニングセンタにより、歯車を加工する歯車の加工方法であって、前記マシニングセンタの工具と、前記歯車の歯面との距離を変化させながら、前記工具を前記歯面に沿って移動させ、前記歯車の歯面を加工する際に、前記工具を、前記歯面に沿って、螺旋状に移動させながら、前記歯車の歯面を加工する構成とすることにより、上記課題を解決したものである。または、マシニングセンタにより、歯車を加工する歯車の加工方法であって、前記マシニングセンタの工具と、前記歯車の歯面との距離を変化させながら、前記工具を前記歯面に沿って移動させ、前記歯車の歯面を加工する際に、前記工具を、前記歯車の歯筋方向および歯丈方向の両方に対して傾斜した方向に移動させながら、前記歯車の歯面を加工する構成とすることにより、上記課題を解決したものである。または、マシニングセンタにより、歯車を加工する歯車の加工方法であって、前記マシニングセンタの工具と、前記歯車の歯面との距離を変化させながら、前記工具を前記歯面に沿って移動させ、前記歯車の歯面を加工する際に、前記工具を、前記歯車が相手歯車と噛合する際に、該相手歯車の歯面との間に相対滑りが生じる方向に移動させながら、前記歯車の歯面を加工する構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

【0011】

本発明においては、工具は、歯車の歯面との距離を変化させながら、歯面に沿って移動する。そのため、工具には、（高い加工負荷が連続的に掛かるのではなく）高い加工負荷と低い加工負荷が組み合わされて掛かることになり、加工部での温度の上昇が抑制される。

【0012】

したがって、該工具の劣化を抑制し、寿命をより伸長させることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、マシニングセンタによる歯車の加工に当たって、該マシニングセンタの工具の寿命をより伸長させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態の一例に係るマシニングセンタによる歯車の加工方法における工具と歯面との位置関係を模式的に示したもので、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は工具を歯筋と平行の方向から見た断面図

【図2】図１の加工方法において、工具を径方向外側から見た平面図

【図3】本発明の他の実施形態の一例に係るマシニングセンタによる歯車の加工方法を示す斜視図

【図4】本発明のさらに他の実施形態の一例に係る工具の軌跡を示す模式図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は歯筋方向から見た断面図

【図5】従来のマシニングセンタの一例を示す（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は従来の加工方法における歯車の一つの歯と工具との関係を示す斜視図

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

【0016】

マシニングセンタは、ＪＩＳ Ｂ ０１０５において、『主として回転工具を使用し、フライス削り、中ぐり、穴あけ及びねじ立てを含む複数の切削加工ができ、かつ、加工プログラムに従って工具を自動で交換できる数値制御工作機械』と定義されている。機械の構造によって、主軸が水平の横形、及び垂直の立形がある。

【0017】

本発明に係る加工方法を実施するマシニングセンタの具体的なハード構成としては、例えば、前述した図５で示されるような構成を有するマシニングセンタ（ＭＣ）を採用することができる。

【0018】

図１および図２に、本発明の実施形態の一例に係るマシニングセンタによる歯車の加工方法を模式的に示す。

【0019】

マシニングセンタ（全体は図示略）の工具１０は、軸心１０Ｃの周りで回転可能な円筒形状の切削体で構成されている。軸心１０Ｃから加工面１０Ｂまでの半径はｒ１０である。工具１０は、ＮＣ制御によって、位置や角度が調整可能である。

【0020】

図１および図２は、平行軸歯車（全体は図示略）２０の加工方法の例を示したもので、（これから加工しようとする）平行軸歯車２０の歯２１に対するマシニングセンタの工具１０の位置関係を模式的に示している。図１（Ａ）は、斜視図、図１（Ｂ）は、歯２１と工具１０を歯筋と平行の方向から見た断面図である。また、図２は、工具１０を平行軸歯車２０の径方向外側から見た平面図である。なお、この例では、便宜上、歯筋方向をＸ、歯丈方向をＹ、歯面の法線方向をＺと称する。図２では、紙面の下方向が、歯面の法線方向Ｚに相当している。

【0021】

この加工例では、基本的に、工具１０を歯筋方向Ｘに沿って移動させることによって歯面２２を加工している。すなわち、当該加工方法において、工具１０が歯２１の歯面２２を加工するために移動してゆく方向は、歯筋方向Ｘである。なお、以降、工具が歯車の歯の歯面を加工するために移動してゆく方向を、「加工走査方向」と称す。

【0022】

図１、図２の描写から明らかなように、この実施形態に係るマシニングセンタによる平行軸歯車２０の加工方法においては、工具１０と、平行軸歯車２０の歯面２２との距離Ｌ（Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ２ｂ、Ｌ１ｃ、Ｌ２ｃ、…）を変化させながら、該工具１０を歯面２２に沿って移動させ、平行軸歯車２０の歯面２２を加工している。すなわち、該マシニングセンタの工具１０と平行軸歯車２０の歯面２２との距離Ｌは一定ではない。ここで、「工具と歯車の歯面との距離」とは、「工具の軸心と、当該工具の移動によってこれから加工しようとする歯面（当該加工走査を行うときの被加工面）との距離」を指している。なお、以下、当該「工具と歯車の歯面との距離」を、単に「工具歯面距離」と称す。

【0023】

より具体的に説明すると、図２において、波打って描かれている曲線Ｌ１０Ｃは、工具１０の軸心１０Ｃの軌跡を示している。この加工方法においては、例えば、加工時ｔ１での工具歯面距離ＬはＬ１ａ、加工時ｔ２での工具歯面距離ＬはＬ２ａである。Ｌ１ａ≠Ｌ２ａであり、工具歯面距離Ｌは、一定しておらず、加工時間ｔと共に変化している。つまり、工具歯面距離Ｌを変化させながら、該工具１０を歯面２２に沿って移動させ、平行軸歯車２０の歯面２２を加工している。

【0024】

図１および図２の加工方法の場合、工具１０の軸心１０Ｃから加工面１０Ｂまでの半径ｒ１０から工具歯面距離Ｌを引いた値（ｒ１０−Ｌ）が、切削代δＬに相当することになる。この例における加工方法においては、切削代δＬ（＝ｒ１０−Ｌ）は、工具歯面距離Ｌの変化に伴って変化している。つまり、切削代δＬは、一定しておらず、時間と共に変化している。したがって、図１および図２の加工方法は、「切削代δＬを、変化させながら、工具１０を歯面２２に沿って移動させ、平行軸歯車２０の歯面２２を加工する加工方法」と捉えることもできる。

【0025】

なお、切削代δＬの最小値は、正であっても、零であっても、負（マイナス）であってもよい。切削代δＬの最小値が正の場合、なにがしかの加工（切削）が常になされている。切削代δＬの最小値が零の場合は、工具１０は歯面２２と接しているが加工はなされない瞬間があることになる。また、切削代δＬの最小値が負（マイナス）の場合は、工具１０が一時的に歯面２２から離れるときがあることになる。なお、この例では、切削代δＬの最小値は、零となっている。

【0026】

図１および図２の加工方法をさらに詳細に説明する。

【0027】

図１の加工方法では、工具１０の軸心１０Ｃが歯面２２から最も遠ざかったときの離反側極値Ｌ１は、それぞれＬ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ、…である。工具歯面距離Ｌの離反側極値Ｌ１は、この例では同一とされている（Ｌ１ａ＝Ｌ１ｂ＝Ｌ１ｃ…）。また、工具１０の軸心１０Ｃが歯面２２に最も近づいたときの接近側極値Ｌ２は、それぞれＬ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、…である。工具歯面距離Ｌの接近側極値Ｌ２も、この例では、それぞれ同一とされている（Ｌ２ａ＝Ｌ２ｂ＝Ｌ２ｃ…）。つまり工具１０の軸心１０Ｃは、常に一定の振れ幅Ｗ１０の範囲に収められている。

【0028】

また、工具１０の軸心１０Ｃの離反側極値Ｌ１を結んだ線（Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ、…を結んだ線）ＬＬ１は、歯面２２と平行である。工具１０の軸心１０Ｃの接近側極値Ｌ２を結んだ線（Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、…を結んだ線）ＬＬ２も、歯面２２と平行である。

【0029】

一方、この加工方法では、工具歯面距離Ｌの極値Ｌ１、Ｌ２の周期は、一定とはされていない。ここで、「極値の周期」とは、「特定の離反側極値から次の離反側極値までの加工走査方向の距離」、あるいは「特定の接近側極値から次の接近側極値までの加工走査方向の距離」をいう。ここでの加工走査方向の距離は、加工時間と捉えることもできる。

【0030】

この例では、加工時ｔ５から周期のスケジュールが変更されている。具体的には、例えば、離反側極値Ｌ１ａから離反側極値Ｌ１ｂまでの周期Ｃ１ａと、離反側極値Ｌ１ｂから離反側極値Ｌ１ｃまでの周期Ｃ１ｂは等しい（Ｃ１ａ＝Ｃ１ｂ）。しかし、離反側極値Ｌ１ｃから離反側極値Ｌ１ｄまでの周期Ｃ１ｃは、周期Ｃ１ｂより長い（Ｃ１ｂ＜Ｃ１ｃ）。そして、それ以降は、（長い周期で）一定である（Ｃ１ｃ＝Ｃ１ｄ）。つまり、この図１および図２の例では、極値Ｌ１（或いはＬ２）の周期は、一定ではなく、加工の開始直後が、より短い周期となるように設定されている。

【0031】

ただし、工具歯面距離Ｌの極値Ｌ１、Ｌ２の周期の設定の仕方は、特に限定されるものではなく、例えば、ランダムに変更させてもよいし、あるいは、常に一定に維持されるように設定してもよい（後述）。

【0032】

なお、工具歯面距離Ｌがいかなる値のときから歯面２２の加工を開始するかについては、特に問われないが、この図１および図２の加工方法では、加工開始時の歯面２２の端部２２Ａの位置と、工具歯面距離Ｌの離反側極値Ｌ１（Ｌ１ａ）の位置とをリンクさせ、離反側極値Ｌ１（Ｌ１ａ）から、歯面２２の加工が開始するように設定している。

【0033】

次に、加工走査方向について説明する。

【0034】

図１および図２の加工方法では、工具１０の加工走査方向（工具１０が歯面２２を加工するために移動してゆく方向）は、歯筋方向Ｘのみとされている。つまり、ａ）工具１０を、歯面２２の歯丈方向Ｙの特定の位置において歯筋方向Ｘに沿って工具歯面距離Ｌを変化させながら移動させ、その後、ｂ）工具１０の位置を歯丈方向Ｙに僅かだけ（δＹだけ）シフトし、再び、ｃ）歯筋方向Ｘに沿って移動させる、という加工パスを繰り返して、平行軸歯車２０の歯面２２を加工している。図１（Ｂ）では、工具１０の軸心１０Ｃの特定の位置（例えば工具１０の軸心１０Ｃの先端）１０Ｃａが、δＹずつ順次移動してゆく様子を示している。

【0035】

もっとも、加工走査方向をどのように設定するかについては、この例（歯筋方向Ｘ）に限定されない。例えば、図１および図２の例では、歯筋方向Ｘに代え、あるいは歯筋方向Ｘに加えて、歯丈方向Ｙにも工具１０を移動して歯面２２を加工するようにしてもよい。

【0036】

なお、図１および図２の被加工歯車は、平行軸歯車２０であるため、歯丈方向Ｙは、該平行軸歯車２０が図示せぬ相手歯車と噛合する際に、当該相手歯車の歯面との間に相対滑りが生じる方向に相当している。したがって、図１および図２の平行軸歯車２０の加工に当たって、加工走査方向を歯丈方向Ｙに取るというのは、工具１０を相手歯車の歯面との間に相対滑りが生じる方向（Ｙ）に移動させながら、該平行軸歯車２０の歯面２２を加工するということでもある。

【0037】

別言するならば、図１および図２の平行軸歯車２０の加工に当たって、加工走査方向を「歯筋方向Ｘおよび歯丈方向Ｙの両方に取る」というのは、工具１０を、平行軸歯車２０が相手歯車と噛合する際に、該相手歯車の歯面との間に相対滑りが生じる方向と、該相対滑りが生じる方向と直交する方向に移動させて平行軸歯車２０の歯面２２を加工する、ということでもある。

【0038】

次に、図１および図２の加工方法の作用を説明する。

【0039】

従来は、マシニングセンタによって平行軸歯車２０を加工する場合、工具歯面距離Ｌは、一定であった。換言するならば、切削代δＬが一定であった。すなわち、歯面２２の加工は、工具１０に強い加工負荷が連続的に掛かる態様で行われていた。そのため、加工部の温度が上昇し易く、工具１０が劣化して寿命が短くなり易いという問題があった。また、切り粉が長く連続的に生成し易く、切り粉の処理が問題となることもあった。

【0040】

これに対し、本実施形態に係る加工方法では、工具歯面距離Ｌを変化させながら、工具１０を歯面２２に沿って移動させ、平行軸歯車２０の歯面２２を加工する。そのため、工具歯面距離Ｌの変化に伴って切削代δＬが変化し、強い加工負荷と軽い加工負荷を繰り返しながら加工が行われてゆくことになる。これにより、加工部の温度の上昇をより低減することができ、工具１０が劣化して寿命が短くなるのをより抑制することができる。

【0041】

また、工具歯面距離Ｌの離反側極値Ｌ１の近傍で切り粉が切断され易いため切り粉が長く連続的に生成されるのが抑制され、切り粉の処理がより容易になるという効果も得られる。特に、この例では、離反側極値Ｌ１で切削代δＬが零となるため、切り粉は必ず切断される。

【0042】

さらには、歯面２２には、切削代δＬが変化したことによる細かな凹凸が生じるようになるため、より潤滑剤を保持することができるようになり、装置に組み込んだときの平行軸歯車２０の寿命も伸長させることができる。また、歯面２２の相手歯車との摺動部に潤滑剤が潤沢に供給されることから、噛合の円滑性も確保できる。

【0043】

このような基本的作用効果に加え、この図１および図２の加工方法では、以下の作用効果も得られる。

【0044】

先ず、工具１０の軸心１０Ｃが、常に一定の振れ幅Ｗ１０の範囲に収められている。そのため、表面粗さを一定の水準（振れ幅Ｗ１０に相当する水準）に維持することができる。ただし、振れ幅については、必ずしも一定に収める必要はなく、振れ幅自体が変化する設定であってもよい。

【0045】

次に、この図１および図２の加工方法では、工具歯面距離Ｌの離反側極値Ｌ１を結んだ線（Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ、…を結んだ線）ＬＬ１が、歯面２２と平行である。これにより、歯面２２の最表面部を面一に形成することができるため、相手歯車と噛合するときの噛合の円滑性を高く維持することができる。

【0046】

また、この図１および図２の加工方法では、工具歯面距離Ｌの接近側極値Ｌ２を結んだ線（Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、…を結んだ線）ＬＬ２が、歯面２２と平行である。そのため、歯面２２に形成される凹凸の底部の深さが一定であり、歯面２２に凹凸が形成される構成でありながら、該歯面２２の一部に応力が集中する虞が小さい。

【0047】

ただし、この離反側極値Ｌ１および接近側極値Ｌ２の値についても、必ずしも、それぞれを同一の値とする必要はなく、離反側極値あるいは接近側極値の一つ一つが異なる値とされていてもよい（あるいは複数単位で異なる値とされていてもよい）。

【0048】

また、この図１および図２の加工方法では、工具歯面距離Ｌの極値Ｌ１、Ｌ２の周期に関し、加工開始直後が、より短い周期となるように設定されている。そのため、加工開始直後の工具１０の加工負荷をより低減でき、工具１０の寿命をより伸長させることができる。

【0049】

ただし、前述したように、この工具歯面距離Ｌの極値Ｌ１、Ｌ２の周期は、必ずしもこのような設定とする必要はなく、例えば、ランダムに変更させてもよいし、あるいは、常に一定に維持されるように設定してもよい。

【0050】

さらには、この図１および図２の加工方法では、加工開始時の歯面２２の端部２２Ａの位置と、工具歯面距離Ｌの離反側極値Ｌ１の位置とをリンクさせ、離反側極値Ｌ１ａから、歯面２２の加工が開始するように設定している。そのため、加工開始時の工具１０の負荷を低減することができる（円滑に加工を開始できる）と共に、歯面２２の端部２２Ａで欠けやバリが発生する不具合をより低減することができる。

【0051】

ただし、この加工開始時の歯面の端部の位置と、工具歯面距離の極値の位置との制御上のリンクは、必ずしも取らなくてもよく、取る場合でも、必ずしも上記例に限定されない。

【0052】

図３に、本発明の他の実施形態の一例に係るマシニングセンタによる歯車の加工方法を示す。図３は、本発明をべべル歯車３０の歯面３２の加工に適用したものである。

【0053】

図３では、ベベル歯車３０全体の図示は省略されているが、当該ベベル歯車３０の１つ１つの歯は、ほぼピッチ円錐面上に形成されている。一般に、ベベル歯車においては、歯幅に対して歯丈が変化する設計とすることも多いが、このベベル歯車３０では、歯幅に対して歯丈がほぼ一定に形成されている。なお、ベベル歯車には、歯筋がピッチ円錐の母直線と一致する直ぐ歯べべル歯車（Ｓｔｒａｉｇｈｔ ｂｅｖｅｌ ｇｅａｒ）と、歯筋がピッチ円錐の母直線に対し湾曲している曲がり歯べべル歯車（Ｓｐｉｒａｌ ｂｅｖｅｌ ｇｅａｒ）が、知られているが、この本実施形態のベベル歯車３０は、曲がり歯べべル歯車である。なお、歯幅に対して歯丈が変化する設計のベベル歯車にも、また、歯筋がピッチ円錐の母直線と一致する直ぐ歯べべル歯車に対しても、適用可能である。

【0054】

このようなベベル歯車３０に対しても、マシニングセンタの工具１０と、ベベル歯車３０の歯面３２との距離を変化させながら、工具１０を歯面３２に沿って移動させることにより、先の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【0055】

ただし、図３では、工具１０の加工走査方向を、歯筋方向Ｘおよび歯丈方向Ｙの両方に対して傾斜した方向Ｊ、Ｋに取り、工具１０をベベル歯車３０の歯筋方向Ｘおよび歯丈方向Ｙの両方に対して傾斜した方向Ｊ、Ｋに移動させながら、ベベル歯車３０の歯３１の歯面３２を加工するようにしている。

【0056】

具体的には、図３の加工走査方向Ｊは、歯筋方向Ｘとθ１だけ傾斜した方向であり、かつ歯丈方向Ｙとθ２だけ傾斜した方向とされている。角度θ１も角度θ２も零でないことから、結局、この図３の加工方法における加工走査方向Ｊは、ベベル歯車３０の歯筋方向Ｘおよび歯丈方向Ｙの両方に対して傾斜した方向に相当していることになる。同様に加工走査方向Ｋも、ベベル歯車３０の歯筋方向Ｘおよび歯丈方向Ｙの両方に対して傾斜した方向に相当している。

【0057】

結局、図３の加工方法は、ベベル歯車３０の歯筋方向Ｘおよび歯丈方向Ｙの両方に対して傾斜した加工走査方向Ｊ、および、該加工走査方向Ｊと交わると共にベベル歯車３０の歯筋方向Ｘおよび歯丈方向Ｙの両方に対して傾斜した加工走査方向Ｋの２つの加工走査方向に沿ってそれぞれ工具１０を移動させ、ベベル歯車３０の歯面３２を加工する方法であると言える。

【0058】

ここで、上記加工走査方向Ｊ、Ｋを、別の視点から説明すると、加工走査方向Ｊは、当該ベベル歯車３０が図示せぬ相手歯車と噛合する際に、該相手歯車の歯面との間に相対滑りが生じる方向と一致している。つまり、図３の加工走査方向Ｊは、工具１０を、ベベル歯車３０が相手歯車と噛合する際に、該相手歯車の歯面との間に相対滑りが生じる方向でもある。

【0059】

したがって、この観点で図３の加工方法を言い換えると、工具１０を、ベベル歯車３０が相手歯車と噛合する際に、該相手歯車の歯面との間に相対滑りが生じる方向に移動させながら、ベベル歯車３０の歯面を加工すると共に、該相対滑りが生じる方向と交差する方向Ｋに移動させてベベル歯車３０の歯面３２を加工する方法ということになる。

【0060】

マシニングセンタによる歯車２０、３０の加工は、加工パスの数が有限であることから、歯面２２、３２が多角形的に角張る傾向となり易い。しかし、上記例のように、工具１０を、少なくとも互いに交わる２方向に移動させて歯車２０、３０の歯面２２、３２を加工するようにすると、この傾向を緩和してより円滑な歯面とすることができる。

【0061】

このときに、加工走査方向として歯筋方向Ｘと歯丈方向Ｙの２つ方向を採用すると、制御プログラムの構築が、比較的容易である。

【0062】

また、加工走査方向として、相手歯車の歯面との間に相対滑りが生じる方向および該相対滑りが生じる方向と直角（或いは交差する）方向を採用した場合には、歯車２０、３０が相手歯車と噛合する際に、潤滑剤を潤沢に供給することができ、歯車２０、３０自体の寿命をより伸長することができる。

【0063】

図４に、本発明のさらに他の実施形態の一例を示す。

【0064】

これまでの実施形態は、工具を加工走査方向に移動させる際に、工具歯面距離（工具と歯車の歯面との距離）を変化させるだけであったが（図４（Ａ）の括弧書きの１０Ｃａ参照）、図４においては、工具１０を、工具歯面距離Ｌを変化させると共に、「ベベル歯車３０の歯面３２に沿う方向であって加工走査方向（この例では歯筋方向）Ｘと直角の方向（この例では歯丈方向）Ｙ」にも動かしながら、ベベル歯車３０の歯面３２を加工するようにしている。なお、この図４の例では、加工走査方向Ｘは歯筋方向と一致しているため、「歯面３２に沿う方向であって加工走査方向Ｘと直角の方向」は、歯丈方向Ｙに相当している。

【0065】

具体的には、工具１０を、図４（Ａ）に示されるように、歯面３２に沿って、螺旋状に移動しながら、ベベル歯車３０の歯面３２を加工するようにしている。図４の例では、工具１０の軸心１０Ｃの特定の位置（例えば工具１０の軸心１０Ｃの先端）１０Ｃａを加工走査方向（この例では歯筋方向）Ｘから見たときに、該特定の位置１０Ｃａ（加工パスの投影線に相当）が、微小の直径ｄ１０Ｃの円周Ｃ１０Ｃ上を動いている。つまり、工具１０を、歯面３２に沿って、所定のピッチＰ１０を有する「ねじ状」の加工パスとなるように移動しながら、ベベル歯車３０を加工している。

【0066】

このように、工具１０を歯面３２に沿って、螺旋状に移動させながら該歯面３２を加工するようにした場合は、加工点を移動させながら（より広範囲の加工点で）加工することができるようになる。これにより、工具１０の加工部が極めて狭い範囲に集中するのを低減できるだけでなく、温度が上昇する部分を分散させることができ、工具１０の寿命を一層伸長させることができる。また、加工精度をより長期に亘って高く維持することもできる。もちろん、工具歯面距離（Ｌ）も変化しているので、軽負荷加工が周期的に発生して断続的に高負荷となる加工とすることができるという、これまで説明した工具歯面距離（Ｌ）が変化することによる作用効果も得られる。

【0067】

また、この実施形態では、工具１０を、歯面３２に沿って、螺旋状に移動させる制御を行う際に、該工具１０を、歯面３２に沿って、所定のピッチＰ１０を有する「ねじ状」となるように移動させながら、ベベル歯車３０の歯面３２を加工するようにしている。このため、工具１０は、極めて複雑な動きを呈することになるにも拘わらず、「ねじ状」の加工パスとなることから、数値制御のプログラムの作成が比較的容易である。

【0068】

ただし、加工パスは、必ずしも、ねじ状の螺旋でなくてもよい。例えば、楕円状の螺旋、つまり、ねじを潰したような螺旋状に移動しながら、歯車を加工するものであってもよい。さらには、３角形や４角形等の多角形の角を丸めたような形状で周回する螺旋であってもよい。

【0069】

「ねじ状」の螺旋としない場合は、工具歯面距離の長短（切削代の大小）と、工具の加工部の分散の程度（工具の切削範囲の広狭）とのバランスを、歯車の種類や形状、あるいは求められる歯面の表面特性等に応じて、より柔軟に設計することができる。

【0070】

なお、工具歯面距離を変化させるバリエーションや、螺旋状に移動する際の螺旋の形状等に関するバリエーションは、各加工走査方向毎に採用することができる。換言するならば、加工走査方向を複数有する場合は、それぞれの加工走査方向毎に、採用するバリエーション（工具歯面距離のバリエーションや、螺旋状に移動する際の螺旋の形状等に関するバリエーション等）が異なっていてもよい。

【0071】

また、上記実施形態では、加工走査方向が、１或いは２の例を示していたが、加工走査方向は、３以上としてもよい。つまり、互いに交わる３以上の方向に移動させて歯車の歯面を加工するようにしてもよい。

【0072】

また、上記例では、本発明を平行軸歯車およびベベル歯車に適用した例が示されていたが、本発明では、加工する歯車の種類は、特に上記種類に限定されない。例えば、ヘリカル歯車や、ウォーム歯車、あるいは、ハイポイド歯車等の加工にも同様に適用可能であり、同様の作用効果が得られる。

【符号の説明】

【0073】

１０…工具
２０…平行軸歯車
２１…歯
２２…歯面
３０…ベベル歯車
３１…歯
３２…歯面
Ｌ…工具歯面距離
Ｘ…歯筋方向
Ｙ…歯丈方向
Ｊ、Ｋ…摺動が発生する方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】