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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024146633
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】歯車加工装置
(51)【国際特許分類】
B23F 5/02 20060101AFI20241004BHJP
【ＦＩ】
B23F5/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023059657
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000125853
【氏名又は名称】株式会社 神崎高級工機製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100124039
【弁理士】
【氏名又は名称】立花 顕治
(72)【発明者】
【氏名】大西 洋一
(72)【発明者】
【氏名】竹下 慧
(72)【発明者】
【氏名】黒川 泰浩
(57)【要約】 （修正有）
【課題】簡易な構成で、複数の工具による加工が可能な歯車加工装置を提供する。
【解決手段】第１工具及び第２工具は、当該各工具の軸方向に間隔をあけて移動不能に固定され、前記各工具が、前記被加工歯車と噛み合って加工を行うように構成され、前記ワーク支持ユニットは、前記工具支持ユニットに対し、前記被加工歯車の軸方向に沿う第１方向に相対的に移動可能となっており、前記ワーク支持ユニットは、前記被加工歯車に対し、前記工具を近接離間する第２方向に相対的に移動可能となっており、前記工具支持ユニットは、前記基台上で垂直方向に延びる垂直軸周りに回転可能となっており、前記制御部は、前記第１工具及び前記第２工具の一方を、前記被加工歯車を加工する加工用工具として設定し、前記加工用工具を前記被加工歯車と噛み合う位置に移動させた上で、当該被加工歯車の加工を行うように構成されている。
【選択図】図１１
【解決手段】第１工具及び第２工具は、当該各工具の軸方向に間隔をあけて移動不能に固定され、前記各工具が、前記被加工歯車と噛み合って加工を行うように構成され、前記ワーク支持ユニットは、前記工具支持ユニットに対し、前記被加工歯車の軸方向に沿う第１方向に相対的に移動可能となっており、前記ワーク支持ユニットは、前記被加工歯車に対し、前記工具を近接離間する第２方向に相対的に移動可能となっており、前記工具支持ユニットは、前記基台上で垂直方向に延びる垂直軸周りに回転可能となっており、前記制御部は、前記第１工具及び前記第２工具の一方を、前記被加工歯車を加工する加工用工具として設定し、前記加工用工具を前記被加工歯車と噛み合う位置に移動させた上で、当該被加工歯車の加工を行うように構成されている。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基台と、
前記基台上に配置され、内歯車状の第１工具及び第２工具を有する工具支持ユニットと、
前記基台上に配置され、被加工歯車を回転自在に支持するワーク支持ユニットと、
前記工具支持ユニット及び前記ワーク支持ユニットの駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記第１工具及び前記第２工具は、当該各工具の軸方向に間隔をあけて移動不能に固定され、
前記各工具が、前記被加工歯車と噛み合って加工を行うように構成され、
前記ワーク支持ユニットは、前記工具支持ユニットに対し、前記被加工歯車の軸方向に沿う第１方向に相対的に移動可能となっており、
前記ワーク支持ユニットは、前記被加工歯車に対し、前記工具を近接離間する第２方向に相対的に移動可能となっており、
前記工具支持ユニットは、前記基台上で垂直方向に延びる垂直軸周りに回転可能となっており、
前記制御部は、
前記第１工具及び前記第２工具の一方を、前記被加工歯車を加工する加工用工具として設定し、
前記加工用工具を前記被加工歯車と噛み合う位置に移動させた上で、当該被加工歯車の加工を行うように構成されている、歯車加工装置。
前記基台上に配置され、内歯車状の第１工具及び第２工具を有する工具支持ユニットと、
前記基台上に配置され、被加工歯車を回転自在に支持するワーク支持ユニットと、
前記工具支持ユニット及び前記ワーク支持ユニットの駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記第１工具及び前記第２工具は、当該各工具の軸方向に間隔をあけて移動不能に固定され、
前記各工具が、前記被加工歯車と噛み合って加工を行うように構成され、
前記ワーク支持ユニットは、前記工具支持ユニットに対し、前記被加工歯車の軸方向に沿う第１方向に相対的に移動可能となっており、
前記ワーク支持ユニットは、前記被加工歯車に対し、前記工具を近接離間する第２方向に相対的に移動可能となっており、
前記工具支持ユニットは、前記基台上で垂直方向に延びる垂直軸周りに回転可能となっており、
前記制御部は、
前記第１工具及び前記第２工具の一方を、前記被加工歯車を加工する加工用工具として設定し、
前記加工用工具を前記被加工歯車と噛み合う位置に移動させた上で、当該被加工歯車の加工を行うように構成されている、歯車加工装置。
【請求項2】
前記制御部は、
前記加工用工具が、前記被加工歯車と対向するように前記ワーク支持ユニットを相対的に前記第１方向に移動するための移動距離を決定し、
前記加工用工具と前記被加工歯車とが噛み合うように、前記ワーク支持ユニットを相対的に前記第２方向に移動するための移動距離を決定し、
前記加工用工具の軸線と前記被加工歯車の軸線とが平行になるように、前記工具支持ユニットを相対的に前記垂直軸周りに回転するための回転角度を決定する、請求項１に記載の歯車加工装置。
前記加工用工具が、前記被加工歯車と対向するように前記ワーク支持ユニットを相対的に前記第１方向に移動するための移動距離を決定し、
前記加工用工具と前記被加工歯車とが噛み合うように、前記ワーク支持ユニットを相対的に前記第２方向に移動するための移動距離を決定し、
前記加工用工具の軸線と前記被加工歯車の軸線とが平行になるように、前記工具支持ユニットを相対的に前記垂直軸周りに回転するための回転角度を決定する、請求項１に記載の歯車加工装置。
【請求項3】
前記制御部は、
前記ハウジングにおいて、前記第１工具と前記第２工具との間の軸方向の中心位置に仮想的な工具が配置されているとして、前記仮想的な工具と前記被加工歯車との噛み合いを初期設定として規定し、
前記第１方向の移動距離、前記第２方向の移動距離、及び前記回転角度は、前記初期設定を基準に決定される、請求項２に記載の歯車加工装置。
前記ハウジングにおいて、前記第１工具と前記第２工具との間の軸方向の中心位置に仮想的な工具が配置されているとして、前記仮想的な工具と前記被加工歯車との噛み合いを初期設定として規定し、
前記第１方向の移動距離、前記第２方向の移動距離、及び前記回転角度は、前記初期設定を基準に決定される、請求項２に記載の歯車加工装置。
【請求項4】
前記制御部は、少なくとも１回の加工が終了する毎に、前記第１方向の移動距離、前記第２方向の移動距離、及び前記回転角度を算出するように構成されている、請求項２または３に記載の歯車加工装置。
【請求項5】
請求項１または２に記載の歯車加工装置で行われる歯車加工方法であって、
少なくとも前記第１工具及び前記第２工具の一方を、前記被加工歯車を加工する加工用工具として設定するステップと、
前記加工用工具を前記被加工歯車と噛み合う位置に移動させた上で、当該被加工歯車の加工を行うステップと、
を備えている、歯車加工方法。
少なくとも前記第１工具及び前記第２工具の一方を、前記被加工歯車を加工する加工用工具として設定するステップと、
前記加工用工具を前記被加工歯車と噛み合う位置に移動させた上で、当該被加工歯車の加工を行うステップと、
を備えている、歯車加工方法。
【請求項6】
請求項１または２に記載の歯車加工装置のコンピュータで実行される歯車加工プログラムであって、
前記第１工具及び前記第２工具の少なくとも一方を、前記被加工歯車を加工する加工用工具として設定するステップと、
前記加工用工具を前記被加工歯車と噛み合う位置に移動させた上で、当該被加工歯車の加工を行うステップと、
を実行させる、歯車加工プログラム。
前記第１工具及び前記第２工具の少なくとも一方を、前記被加工歯車を加工する加工用工具として設定するステップと、
前記加工用工具を前記被加工歯車と噛み合う位置に移動させた上で、当該被加工歯車の加工を行うステップと、
を実行させる、歯車加工プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、歯車加工装置、歯車加工方法、及び歯車加工プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１には、ホーニング加工を行う歯車加工装置が記載されている。この装置では、被加工歯車であるワークを、主軸台と心押し台からなるワーク支持ユニットにより軸方向の両端から挟むことで支持し、両固定具の間に配置された、内歯車状の工具を有する環状の工具支持ユニットをワークに噛合させている。そして、この状態で工具支持ユニットの工具を回転させることにより、ワークと工具とを連れ周りさせ、ワークの加工を行っている。
【0003】
上記の歯車加工装置では、工具支持ユニットのハウジングに２つの工具を設け、これらが軸方向に移動可能に支持されている。そして、加工を行う際には、いずれか一方の工具をハウジングの軸方向の中央付近に移動し、歯車の加工を行っている。これにより、２つの工具を用いることができるため、例えば、段取時間を短縮したり、あるいは種類の異なる工具を設けることで複数種の加工を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平７－２４６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、この構成では、ハウジング内で工具を移動させるための機構が必要になり、装置の構造が複雑になるおそれがある。本発明は、上記問題を解決するためなされたものであり、簡易な構成で、複数の工具による加工が可能な歯車加工装置、歯車加工方法、及び歯車加工プログラムを提供することを目的である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る歯車加工装置は、基台と、前記基台上に配置され、内歯車状の第１工具及び第２工具を有する工具支持ユニットと、前記基台上に配置され、被加工歯車を回転自在に支持するワーク支持ユニットと、前記工具支持ユニット及び前記ワーク支持ユニットの駆動を制御する制御部と、を備え、前記第１工具及び前記第２工具は、当該各工具の軸方向に間隔をあけて移動不能に固定され、前記各工具が、前記被加工歯車と噛み合って加工を行うように構成され、前記ワーク支持ユニットは、前記工具支持ユニットに対し、前記被加工歯車の軸方向に沿う第１方向に相対的に移動可能となっており、前記ワーク支持ユニットは、前記被加工歯車に対し、前記工具を近接離間する第２方向に相対的に移動可能となっており、前記工具支持ユニットは、前記基台上で垂直方向に延びる垂直軸周りに回転可能となっており、前記制御部は、前記第１工具及び前記第２工具の一方を、前記被加工歯車を加工する加工用工具として設定し、前記加工用工具を前記被加工歯車と噛み合う位置に移動させた上で、当該被加工歯車の加工を行うように構成されている。
【0007】
上記歯車加工装置において、前記制御部は、前記加工用工具が、前記被加工歯車と対向するように前記ワーク支持ユニットを相対的に前記第１方向に移動するための移動距離を決定し、前記加工用工具と前記被加工歯車とが噛み合うように、前記ワーク支持ユニットを相対的に前記第２方向に移動するための移動距離を決定し、前記加工用工具の軸線と前記被加工歯車の軸線とが平行になるように、前記工具支持ユニットを相対的に前記垂直軸周りに回転するための回転角度を決定する用に構成することができる。
【0008】
上記歯車加工装置において、前記制御部は、前記ハウジングにおいて、前記第１工具と前記第２工具との間の軸方向の中心位置に仮想的な工具が配置されているとして、前記仮想的な工具と前記被加工歯車との噛み合いを初期設定として規定し、前記第１方向の移動距離、前記第２方向の移動距離、及び前記回転角度は、前記初期設定を基準に決定することができる。
【0009】
上記歯車加工装置において、前記制御部は、少なくとも１回の加工が終了する毎に、前記第１方向の移動距離、前記第２方向の移動距離、及び前記回転角度を算出するように構成することができる。
【0010】
本発明に係る歯車加工方法は、上述した歯車加工装置で行われる歯車加工方法であって、少なくとも前記第１工具及び前記第２工具の一方を、前記被加工歯車を加工する加工用工具として設定するステップと、前記加工用工具を前記被加工歯車と噛み合う位置に移動させた上で、当該被加工歯車の加工を行うステップと、を備えている。
【0011】
本発明に係る歯車加工プログラムは、上述した歯車加工装置のコンピュータで実行される歯車加工プログラムであって、前記第１工具及び前記第２工具の少なくとも一方を、前記被加工歯車を加工する加工用工具として設定するステップと、前記加工用工具を前記被加工歯車と噛み合う位置に移動させた上で、当該被加工歯車の加工を行うステップと、を実行させる。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係る歯車加工装置によれば、簡易な構成で、複数の工具による加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明に係る歯車加工装置の一実施形態を示す正面図である。
【図9】ハウジングの断面図である。
【図10】制御部のブロック図である。
【図11】スペーサと第１工具をＹ方向から見た投影図（ａ）、スペーサと第１工具をＸ方向から見た投影図（ｂ）である。
【図12】スペーサと第１工具をＹ方向から見た投影図（ａ）、第１工具とワークとをＸ方向から見た投影図（ｂ）、第１工具とワークとをＺ方向から見た投影図（（ｃ）～（ｅ））である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明に係る歯車加工装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１、図２、及び図３は、それぞれ本実施形態に係る歯車加工装置の正面図、平面図、及び側面図である。なお、以下の説明では、図１の左右をＸ軸方向、図１の上下をＺ軸、図２の上下をＹ軸方向と称し、これを基準に説明をしていく。
【0015】
＜１．歯車加工装置の概要＞
図１～図３に示すように、本実施形態に係る歯車加工装置は、被加工歯車であるワークを砥石により歯面を仕上げるための装置であり、基台１上に配置された工具支持ユニット２及びワーク支持ユニット３を備えている。工具支持ユニット２は、環状に形成され工具（砥石）が固定されたハウジング２１を有しており、その軸方向が、概ねＸ軸方向に向くように配置されて、ワークＷと噛合するようになっている。ワーク支持ユニット３は、ワークＷを挟持する主軸台３１と心押し台３２とで構成されており、これらは、工具支持ユニット２を挟んで、基台１の両側に配置されている。また、この歯車加工装置には、工具支持ユニット２及びワーク支持ユニット３等の歯車加工装置の各種の駆動を制御する制御部が設けられている。以下、これらの構成について詳細に説明する。
図１～図３に示すように、本実施形態に係る歯車加工装置は、被加工歯車であるワークを砥石により歯面を仕上げるための装置であり、基台１上に配置された工具支持ユニット２及びワーク支持ユニット３を備えている。工具支持ユニット２は、環状に形成され工具（砥石）が固定されたハウジング２１を有しており、その軸方向が、概ねＸ軸方向に向くように配置されて、ワークＷと噛合するようになっている。ワーク支持ユニット３は、ワークＷを挟持する主軸台３１と心押し台３２とで構成されており、これらは、工具支持ユニット２を挟んで、基台１の両側に配置されている。また、この歯車加工装置には、工具支持ユニット２及びワーク支持ユニット３等の歯車加工装置の各種の駆動を制御する制御部が設けられている。以下、これらの構成について詳細に説明する。
【0016】
＜１－１．ワーク支持ユニット＞
次に、ワーク支持ユニット３について説明する。図１及び図２に示すように、ワーク支持ユニット３は、上述した主軸台３１と、心押し台３２とで構成されており、これらは、Ｘ軸方向に互いに近接離間し、ワークＷを回転自在に挟持するようになっている。主軸台３１は、基台１上に配置された支持ブロック３３上に配置されており、この支持ブロック３３が、Ｙ軸方向に配置されたレール３４上を移動可能となっている。Ｙ軸方向の移動については、支持ブロック３３に連結されたナット（図示省略）に、ボールねじ（図示省略）を螺合し、このボールねじを基台１に配置されたモータ３３２で駆動することで行われる。
次に、ワーク支持ユニット３について説明する。図１及び図２に示すように、ワーク支持ユニット３は、上述した主軸台３１と、心押し台３２とで構成されており、これらは、Ｘ軸方向に互いに近接離間し、ワークＷを回転自在に挟持するようになっている。主軸台３１は、基台１上に配置された支持ブロック３３上に配置されており、この支持ブロック３３が、Ｙ軸方向に配置されたレール３４上を移動可能となっている。Ｙ軸方向の移動については、支持ブロック３３に連結されたナット（図示省略）に、ボールねじ（図示省略）を螺合し、このボールねじを基台１に配置されたモータ３３２で駆動することで行われる。
【0017】
本実施形態の場合、支持ブロック３３は、断面三角形状に形成されており、主軸台３１が配置される支持面３３１が工具６との噛み合い位置から離れるにしたがって上方へ傾斜している。この支持面３３１には、Ｘ軸方向に配置されたレール３５が配置されており、このレール３５に沿って主軸台３１がＸ軸方向に移動可能となっている。図１に示すように、主軸台３１の移動は、支持ブロック３３に設けられたモータ３３３によって行われる。そして、主軸台３１の先端には、Ｘ方向に突出しワークＷを支持する軸部材３１１が回転自在に設けられており、内蔵されているモータ（図示省略）によって回転駆動する。
【0018】
心押し台３２も同様に構成されており、基台１上をレール３７を介してＹ軸方向に移動可能なテーブル３６上に配置されている。テーブル３６の移動は、図２に示すように、基台１上に配置されたモータ（（図示省略））、ボールねじ（図示省略）、ナット（図示省略）によって行われる。心押し台３２自身もテーブル３６上に配置されたレール３８を介してテーブル３６上をＸ軸方向に移動可能となっている。また、心押し台３２の先端には、ワークＷを支持する軸部材３２１が回転自在に設けられており、主軸台３１の軸部材３１１との間で、ワークＷを挟持するようになっている。主軸台３１と心押し台３２とは、一体的にＹ軸方向に移動するように制御されており、両者がワークＷを狭持した状態でＹ軸方向に移動し、ワークＷを工具支持ユニット２の工具に近接離間するようになっている。
【0019】
＜１－２．工具支持ユニット＞
まず、工具支持ユニットについて、図４を詳細に説明する。図４は図１のＡ－Ａ線断面図である。工具支持ユニット２のハウジング２１は、ワークＷに交差角を形成したりクラウニングを施すために、Ｙ軸周り、及びＺ軸周りに回転可能となっている。そのため、工具支持ユニット２は、基台１上に配置され、上述したハウジング２１を支持する支持体２３を備えている。図４に示すように、この支持体２３は基台１上をＺ軸周りに回転可能な基部２３１と、この基部２３１の両端からそれぞれ上方に延びる支持柱２３２、２３３とを有し、本実施形態の場合では、全体としてＵ字型に形成されている。ここでは、図４の右側に配置される支持柱を第１支持柱２３２、左側に配置される支持柱を第２支持柱２３３と称する。そして、ハウジング２１には、径方向外方へＹ軸方向にそれぞれ反対方向へ突出する第１軸部材２３４（図４の右側）及び第２軸部材２３５（図４の左側）が取り付けられており、各支持柱２３２、２３３に回転自在に支持されている。これにより、両支持柱２３２、２３３の間に配置されたハウジング２１は、両軸部材２３４，２３５を中心にＹ軸周りに回転可能となっている。
まず、工具支持ユニットについて、図４を詳細に説明する。図４は図１のＡ－Ａ線断面図である。工具支持ユニット２のハウジング２１は、ワークＷに交差角を形成したりクラウニングを施すために、Ｙ軸周り、及びＺ軸周りに回転可能となっている。そのため、工具支持ユニット２は、基台１上に配置され、上述したハウジング２１を支持する支持体２３を備えている。図４に示すように、この支持体２３は基台１上をＺ軸周りに回転可能な基部２３１と、この基部２３１の両端からそれぞれ上方に延びる支持柱２３２、２３３とを有し、本実施形態の場合では、全体としてＵ字型に形成されている。ここでは、図４の右側に配置される支持柱を第１支持柱２３２、左側に配置される支持柱を第２支持柱２３３と称する。そして、ハウジング２１には、径方向外方へＹ軸方向にそれぞれ反対方向へ突出する第１軸部材２３４（図４の右側）及び第２軸部材２３５（図４の左側）が取り付けられており、各支持柱２３２、２３３に回転自在に支持されている。これにより、両支持柱２３２、２３３の間に配置されたハウジング２１は、両軸部材２３４，２３５を中心にＹ軸周りに回転可能となっている。
【0020】
次に、ハウジング２１のＹ軸周りの回転を駆動する駆動機構について、図５も参照しつつ説明する。図５は図３のＢ－Ｂ線断面図である。図４に示すように、第１軸部材２３４の端部には、はすば歯車２３６が取り付けられている。また、図５に示すように、第１支持柱２３２の内部には、はすば歯車２３６と噛み合うネジ歯車２３７が設けられている。このネジ歯車２３７は、上下方向に延びる回転軸２３８に取り付けられており、この回転軸２３８はモータ２３９によって回転駆動されるようになっている。したがって、モータ２３９を駆動すると、ネジ歯車２３７が回転し、これに伴ってはすば歯車２３６が第１軸部材２３４とともに回転する。これにより、ハウジング２１がＹ軸周りに回転する。
【0021】
続いて、ハウジング２１のＺ軸周りの回転機構について、図６も参照しつつ説明する。図６は、図４のＣ－Ｃ線断面図である。図４に示すように、支持体２３は、ハウジング２１を支持するものであるが、支持体２３の基部２３１は、ハウジング２１の下部に沿うように、円弧状に形成されている。これに対応するように、基台１において支持体２３が配置される箇所には、支持体２３を配置するための凹部１１が形成されている。この凹部１１には、上方へ突出する円柱状の軸部材１２が取り付けられており、この軸部材１２は、支持体２３の基部２３１の下面に形成された貫通孔２３１１に回転自在に嵌め込まれている。また、貫通孔２３１１の上面は蓋部材２３１２によって閉じられている。軸部材１２は、ハウジング２１の中心からずれた位置に設けられており、工具６とワークＷとが噛み合う位置Ｑのほぼ真下に設けられている。したがって、ハウジング２１は、工具６とワークＷとが噛み合う位置を通る垂直軸Ｐ周りに回転するようになっている。また、図４及び図６に示すように、基台１の凹部１１におけるＹ軸方向の両端部には、円弧状の摺動プレート１３がそれぞれ配置されており、この摺動プレート１３上に支持体２３の基部２３１の両端部が載っている。基部２３１の両端部の下面には、複数のローラ２３１３が取り付けられており、摺動プレート１３上を転がるようになっている。このような摺動プレート１３及びローラ２３１３によって、支持体２３は、基台１上を円滑に回転することができる。
【0022】
続いて、支持体２３のＰ軸周りの回転を駆動する駆動機構（支持体駆動機構）（同上）について、図７及び図８も参照しつつ説明する。図７は図４のＤ－Ｄ線断面図、図８は図６からの動作図である。図６に示すように、支持体２３の基部２３１の端部（図７の左側）にはブラケット２４を介して、円筒状の回転部材２５が回転自在に取り付けられている。この回転部材２５は、ブラケット２４に取り付けられた上下方向に延びる軸部材２４１に回転可能に嵌まっている。そして、この回転部材２５は、一対のアームを有する挟持部材２６によりＸ軸方向から挟まれている。この挟持部材２６はＸ方向に延びるレール２６１上を移動可能になっている。また、基台１の端部（図６の右側）には、ブラケット２７１を介してモータ２７が取り付けられており、このモータ２７によってＸ軸方向に延びるボールネジ２８が回転駆動される。ボールネジ２８にはナット２９が螺合しており、このナット２９が、上述した挟持部材２６に固定されている。
【0023】
この構成によって、モータ２７が駆動すると、ボールネジ２８が回転し、これに伴って、図８に示すように、ナット２９が挟持部材２６とともにＸ方向に移動する。挟持部材２６は、回転部材２５を挟持しているため、回転部材２５もＸ方向に移動する。このとき、回転部材２５は、ブラケット２４を介して支持体２３に固定されているため、回転部材２５の移動により、支持体２３は、軸部材１２を中心に角度αだけ揺動されることになる。なお、回転部材２５は、挟持部材２６に挟まれているだけであり、完全に固定されているわけではないので、ナット２９の直線運動が揺動運動に変換されるとき、回転部材２５は、挟持部材２６のアームの間において、Ｙ軸方向にわずかに移動可能であるため、支持体２３はスムーズに揺動運動を行う。
【0024】
次に、ハウジングについて図９を参照しつつ、説明する。図９はハウジングの断面図である。図９に示すように、ハウジング２１は、環状に形成されており、その内周面に一対のベアリング２０１が配置されている。そして、このベアリング２０１には、ブラケット２０２を介して内歯車状の第１工具６１及び第２工具６２とスペーサ６３とが固定されている。したがって、これら第１工具６１及び第２工具６２とスペーサ６３とは、ベアリング２０１を介してハウジング２１の軸方向周りに対して回転可能となっている。スペーサ６３は、環状に形成され、ハウジング２１の軸方向の中央付近に固定されている。そして、スペーサ６３を挟んで第１工具６１及び第２工具６２が着脱自在に固定されている。
【0025】
図示を省略するが、本実施形態では、各工具６１，６２及びスペーサ６３は、モータにより回転するようになっている。そのため、ブラケット２０２の外周面には環状のロータ部が固定されている。また、ハウジング２１の内壁面には、ロータ部と対向する位置にステータ部が配置されており、これらロータ部及びステータ部により、ブラケット２０２が各工具６１，６２及びスペーサ６３とともに回転するようになっている。さらに、工具６１，６２の回転位置は、ブラケット２０２に固定される環状の磁気メモリ付スケールと、ハウジング２１に固定される磁気エンコーダとで検出可能となっている。
【0026】
＜１－３．制御部＞
続いて、制御部４について、図９を参照しつつ説明する。図９に示すように、制御部４は、ＣＰＵ４１，ＲＡＭ（図示省略）、及び記憶部４２を有するＰＬＣや汎用のコンピュータによって構成することができ、歯車加工装置の各種の駆動を制御するようになっている。
続いて、制御部４について、図９を参照しつつ説明する。図９に示すように、制御部４は、ＣＰＵ４１，ＲＡＭ（図示省略）、及び記憶部４２を有するＰＬＣや汎用のコンピュータによって構成することができ、歯車加工装置の各種の駆動を制御するようになっている。
【0027】
記憶部４２には、後述するように、２つの加工具６１，６２の少なくともいずれかにより加工を行うための制御プログラム４２１、工具の形状等の情報を有する工具データ４２２、工具支持ユニット２及びワーク支持ユニット３等の装置に関する装置データ４２３、が記憶されている。その他、この制御部４の記憶部４２には、ワークＷの加工を始め、歯車加工装置を駆動するための各種のデータが記憶されている。また、制御部４には、タッチパネル、キーボード等の入力手段とディスプレイ等の表示手段を有する操作パネル５が接続されており、この操作パネル５を通じて、歯車加工装置の操作を行うようになっている。
【0028】
＜２．ワークと工具との噛み合わせのための制御＞
次に、制御部４によるワークＷと工具６１，６２との噛み合わせのための制御について説明する。本実施形態に係る歯車加工装置では、２つの工具６１，６２が設けられているため、少なくともいずれか一方を選択する。選択された工具を加工用工具と称することがある。以下では、図９に示す左側の第１工具６１が加工用工具として選択され、この工具によりワークを加工する例について説明する。
次に、制御部４によるワークＷと工具６１，６２との噛み合わせのための制御について説明する。本実施形態に係る歯車加工装置では、２つの工具６１，６２が設けられているため、少なくともいずれか一方を選択する。選択された工具を加工用工具と称することがある。以下では、図９に示す左側の第１工具６１が加工用工具として選択され、この工具によりワークを加工する例について説明する。
【0029】
一般的には、工具はハウジング２１の軸方向の中央に配置されているため、中央に配置されている工具とワークとが噛み合うように加工のための各種の設定されている。すなわち、工具とワークＷとのＸ方向、Ｙ方向、及びＺ軸周りの位置関係が設定されている。以下、この位置関係に関する設定を初期設定と称することとする。これに対して、本実施形態では、ハウジング２１の中央に配置されたスペーサ６３を挟んで２つの工具６１，６２が配置されているため、いずれかの工具６１，６２を選択した場合には、選択された加工用工具とワークに関する、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ軸周りの３つの位置関係の調整が必要となる。以下、この調整について、図１１及び図１２を参照しつつ説明する。図１１（ａ）はスペーサと第１工具をＹ方向から見た投影図、図１１（ｂ）はスペーサと第１工具をＸ方向から見た投影図、図１２（ａ）はスペーサと第１工具をＹ方向から見た投影図、図１２（ｂ）は第１工具とワークとをＸ方向から見た投影図、図１２（ｃ）～図１２（ｅ）は第１工具とワークとをＺ方向から見た投影図である。
【0030】
一般的には工具はハウジング２１の軸方向の中央に配置されているが、本実施形態では、ハウジング２１の中央にスペーサ６３が配置されているため、このスペーサ６３の位置に工具が配置されているとして上述した初期設定がなされている。したがって、以下では、第１工具６１を加工用工具としたときに、初期設定からどのように調整を行えばよいかについて説明する。なお、以下の調整は、上述した制御プログラムにより実行される。
【0031】
まず、Ｘ方向の調整について説明する。図１１（ａ）に示すように、初期設定ではワークＷがスペーサ６３と対向する位置で噛み合わせを行うように設定されているが、これを第１工具６１と対向する位置に位置決めする必要がある。すなわち、初期設定としてスペーサ６１と対向する仮想位置のワークＷ’を、第１工具６１と対向させるため、ワークＷを相対的にＸ方向に移動させる。このとき、スペーサ６３の軸方向の中央線Ｌ０と、第１工具６１の軸方向の中央線Ｌ１との距離をＫ、交差角をφとすると、Ｘ方向の移動量Ｘａは、以下の式（１）により算出される。
Ｘａ＝Ｋ／ｃｏｓφ （１）
Ｘａ＝Ｋ／ｃｏｓφ （１）
【0032】
こうしてワークをＸａだけ相対的に移動させると、図１１（ｂ）に示す位置にワークＷが移動する。図１１（ｂ）は、第１工具６１及びスペーサ６３をＸ方向から見たときの投影図である。ワークＷが図１１（ｂ）に示す位置にあると、第１工具６１とワークＷとの噛み合い量が大きすぎるため、ワークＷの切り込み量をＹａだけ小さくする必要がある。
【0033】
まず、第１工具６１の軸心は、スペーサ６３の軸心よりもＺａ高い位置にある。Ｚａは以下の式（２）により算出される。
Ｚａ＝Ｋ／ｓｉｎφ （２）
Ｚａ＝Ｋ／ｓｉｎφ （２）
【0034】
次に、図１１（ｂ）に示すように、図１１（ａ）でＸ方向に移動した後のワークＷの軸心Ｓ０と第１工具６１の軸心Ｓ１との距離Ｂとすると、Ｙ方向の移動距離Ｙａは、以下の式（３）の関係を有するため、この式（３）からＹａが算出される。そして、ワークＷをＹａだけ第１工具６１から離すと、第１工具６１に対するワークＷの切り込み量が適切になる。
Ｙａ2＝Ｂ2－Ｚａ2 （３）
Ｙａ2＝Ｂ2－Ｚａ2 （３）
【0035】
続いて、図１２を参照しつつ、第１工具６１とワークＷの位置関係を説明する。ハウジング２１は、Ｚ軸周りに回転しているため、図１２（ａ）～図１２（ｃ）に示すように、第１工具６１のスペーサ６３側の端面（以下、内側端面という）と、内側端面と反対側の端面（以下、外側端面という）とはＸ方向に対して平行ではなく、交差している。そのため、ワークＷの歯と第１工具６１の歯とは平行に接触していない。そのため、この状態で加工を行うと、歯幅方向の削り量が一定にならない。これに対して、図１２（ｄ）に示すように、ワークＷの歯と第１工具６１の歯が平行になるように、ハウジング２１をＺ軸周りに回転される。この回転により、ワークＷと第１工具６１とが離れるため、図１２（ｅ）に示すように両者のＹ方向の距離を再度調整する。
【0036】
こうして、ワークＷを第１工具６１で加工する際の噛み合い位置の調整が完了する。一方、ワークＷを第２工具６２で加工する際には、上記とは反対側にワークＷを第２工具６２に対して相対的に移動すればよい。
【0037】
以上のような噛み合い位置の調整は、ワークの加工毎に行われる。以下の表１は、１回目～３回目の加工における噛み合い位置の調整の例を示す表である。このように制御部４では、１回の加工毎に噛み合い位置の調整を行った上で、加工を行うようにしているが、この調整は、例えば、２回毎、３回毎など、適宜変更可能である。なお、この表１に示すデータは、工具データ４２２及び装置データ４２３として記憶部４２に記憶されている。
【表1】
【0038】
表１はドレス加工を実施するたびに、工具支持ユニット２の旋回軸であるＹ軸を変化させた加工時の、最終の各軸の座標を示している。ドレス加工を行うたびにＹ軸の位置（補正前交差角Θ（Ｙ））が変化し、ワークとの歯数が異なった場合、ワーク加工時のＹ軸位置（補正後交差角（Ｙ））が求まる。その値に対して、Ｙ軸旋回中心がオフセットしている分、各軸の補正を入れて加工位置（補正後加工開始位置（Ｚ），補正後加工中心座標（Ｘ））とする。表中の０→３は、ワーク加工時の補正した際の各軸位置になり、本位置での加工中はドレスを実施するまでは、変化しない。
【0039】
加工を行う際には、例えば、以下の表２に示すような事項を操作パネル５によって入力した上で、加工を行う。
【表2】
【0040】
なお、上述した移動距離は、加工開始時に１回算出すれば、次の加工からは１度算出した結果を採用して、移動を行うこともできる。
【0041】
＜３．特徴＞
以上のように、本実施形態によれば、２つの工具６１，６２をハウジング２１に固定した上で、制御部４によって、一方の工具６１，６２とワークＷの噛み合い位置を制御することができる。そのため、従来例のような工具を移動させるための機構が不要になり、装置の構成を簡素化することができる。これにより、例えば、２段ギアなどの複数の歯車を有するギアの加工を、工具の交換を行うことなく、行うことができる。また、同じ工具を設けた場合には、工具の交換を行うことなく、長時間に亘る加工が可能となる。
以上のように、本実施形態によれば、２つの工具６１，６２をハウジング２１に固定した上で、制御部４によって、一方の工具６１，６２とワークＷの噛み合い位置を制御することができる。そのため、従来例のような工具を移動させるための機構が不要になり、装置の構成を簡素化することができる。これにより、例えば、２段ギアなどの複数の歯車を有するギアの加工を、工具の交換を行うことなく、行うことができる。また、同じ工具を設けた場合には、工具の交換を行うことなく、長時間に亘る加工が可能となる。
【0042】
＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【0043】
（１）例えば、上記実施形態では、工具支持ユニット２を固定し、ワーク支持ユニット３を工具支持ユニット２に近接させることで、加工を行っているが、これとは反対に、ワーク支持ユニット３を固定し、工具支持ユニット２を移動させても良い。また、ワーク支持ユニット３においては、主軸台３１と心押し台３２とでワークＷを狭持しているが、主軸台３１のみでワークＷを支持するような形態であってもよい。
【0044】
（２）上記実施形態では、工具支持ユニット２のハウジングの中にビルトインのモータを配置しているが、工具支持ユニット２の外部にモータを配置し、ギアやモータなどの機構を介して工具支持ユニット２内の工具６１，６２を回転させることもできる。
【0045】
（３）上記実施形態では、スペーサ６３が配置されている位置に仮想的な工具が配置されているとして、この仮想的な工具とワークＷとの噛み合い位置を基準に、第１工具６１又は第２工具６２とワークＷとの噛み合い位置を調整しているが、これに限定されない。すなわち、仮想的な工具の位置は、スペーサ６３が配置されている位置に限定されず、他の位置であってもよい。
【0046】
（４）各工具は、一連の加工の間、使用し続けることもできるし、例えば、２回の加工を第１工具６１と第２工具６２を使用して行うこともできる。
【符号の説明】
【0047】
２ 工具支持ユニット
２１ ハウジング
２３ 支持体
２５ 回転部材
３ ワーク支持ユニット
４ 制御部
６１ 第１工具
６２ 第２工具
２１ ハウジング
２３ 支持体
２５ 回転部材
３ ワーク支持ユニット
４ 制御部
６１ 第１工具
６２ 第２工具
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
