特許 7052194 歯車加工装置及び歯車加工方法

(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】

(24)【登録日】2022-04-04

(45)【発行日】2022-04-12

(54)【発明の名称】歯車加工装置及び歯車加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23F 5/16 20060101AFI20220405BHJP

【ＦＩ】

B23F5/16

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2016216680

(22)【出願日】2016-11-04

(65)【公開番号】P2018069435

(43)【公開日】2018-05-10

【審査請求日】2019-10-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100130188

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 喜一

(74)【代理人】

【識別番号】100089082

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 脩

(74)【代理人】

【識別番号】100190333

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 群司

(72)【発明者】

【氏名】張 琳

(72)【発明者】

【氏名】大谷 尚

(72)【発明者】

【氏名】中野 浩之

【審査官】中里 翔平

(56)【参考文献】

【文献】欧州特許出願公開第００５２２４５３（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特開昭６２－１１４８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】西独国特許出願公告第０２６０３８２６（ＤＥ，Ｂ）

【文献】特開昭５９－０２４９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１５５６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１４９１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１２７４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１７４５８９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｆ ５／１６

Ｂ２３Ｆ ２１／１０

Ｆ１６Ｄ １１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工物としての歯車を回転可能に支持する加工物支持装置と、
加工用工具と、
前記加工用工具を回転可能に支持する工具支持装置と、
前記加工物に前記歯車の歯を加工するために、前記加工用工具の回転軸線を前記加工物の回転軸線に対し傾斜させた状態で、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に移動操作する制御を行う制御装置と、
を備える歯車加工装置であって、
前記歯車の歯の側面において、予め主となる歯面が加工された面に対して、前記主となる歯面に対しねじれ角が異なりかつ互いにねじれ角が異なる一対の従となる歯面を、前記加工物の回転軸線方向の一方側及び他方側にそれぞれ加工するように構成され、
前記加工用工具は、
すくい面が前記加工用工具の回転軸線方向の一方側を向く第一工具刃と、
すくい面が前記加工用工具の回転軸線方向の他方側を向く第二工具刃と、
を有し、
前記制御装置は、
所定の交差角に設定し、前記加工用工具を前記加工物の回転軸線方向の一方側に相対的に移動操作させて、前記第一工具刃を用いて、前記加工物の回転軸線方向の他方側に設けられる前記一対の従となる歯面の一方を加工するように制御し、
前記第一工具刃で前記加工物の回転軸線方向の他方側に設けられる前記一対の従となる歯面の一方を加工するときの交差角とは異なる交差角に設定し、前記加工用工具を前記加工物の回転軸線方向の他方側に相対的に移動操作させて、前記第二工具刃を用いて、前記加工物の回転軸線方向の一方側に設けられる前記一対の従となる歯面の他方を加工するように制御する、歯車加工装置。

【請求項2】

前記歯車加工装置は、前記歯車の歯の側面において、予め前記主となる歯面である第一歯面が加工された面に対して、前記第一歯面における前記加工物の回転軸線方向の他方側に設けられる前記一対の従となる歯面の一方である第二歯面、及び、前記第一歯面における前記加工物の回転軸線方向の一方側に設けられる前記一対の従となる歯面の他方である第三歯面を加工するように構成され、
前記第一工具刃の刃すじは、予め加工された前記第一歯面に対し前記第二歯面を加工可能なように、前記第二歯面のねじれ角及び前記加工物の回転軸線と前記加工用工具の回転軸線との交差角に基づいて設定されたねじれ角を有し、
前記第二工具刃の刃すじは、予め加工された前記第一歯面に対し前記第三歯面を加工可能なように、前記第三歯面のねじれ角及び前記加工物の回転軸線と前記加工用工具の回転軸線との交差角に基づいて設定されたねじれ角を有し、
前記制御装置は、
前記第一工具刃を用いて、前記第二歯面を加工するように制御し、
前記第二工具刃を用いて、前記第三歯面を加工するように制御する、
請求項１に記載の歯車加工装置。

【請求項3】

前記歯車加工装置は、
前記歯車の歯の一方側面において、予め前記主となる歯面である第一歯面が加工された面に対して、前記第一歯面における前記加工物の回転軸線方向の他方側に設けられる前記一対の従となる歯面の一方である第二歯面、及び、前記第一歯面における前記加工物の回転軸線方向の一方側に設けられる前記一対の従となる歯面の他方である第三歯面を加工するように構成され、
前記歯車の歯の他方側面において、予め前記主となる歯面である第四歯面が加工された面に対して、前記第四歯面における前記加工物の回転軸線方向の一方側に設けられる前記一対の従となる歯面の他方である第五歯面、及び、前記第四歯面における前記加工物の回転軸線方向の他方側に設けられる前記一対の従となる歯面の一方である第六歯面を加工するように構成され、
前記第一工具刃の一方側面の刃すじは、予め加工された前記第一歯面に対し前記第二歯面を加工可能なように、前記第二歯面のねじれ角及び前記加工物の回転軸線と前記加工用工具の回転軸線との前記第二歯面用の交差角に基づいて設定されたねじれ角を有し、
前記第一工具刃の他方側面の刃すじは、前記第一工具刃の一方側面の刃すじのねじれ角と同一角度のねじれ角を有し、
前記第二工具刃の一方側面の刃すじは、予め加工された前記第一歯面に対し前記第三歯面を加工可能なように、前記第三歯面のねじれ角及び前記加工物の回転軸線と前記加工用工具の回転軸線との前記第三歯面用の交差角に基づいて設定されたねじれ角を有し、
前記第二工具刃の他方側面の刃すじは、前記第二工具刃の一方側面の刃すじのねじれ角と同一角度のねじれ角を有し、
前記制御装置は、
前記第二歯面用の交差角に設定し、前記第一工具刃を用いて、予め加工された前記第一歯面に対して前記第二歯面を加工するように制御し、
前記第六歯面のねじれ角及び前記第一工具刃の他方側面の刃すじのねじれ角とに基づいて求まる前記第六歯面用の交差角に設定し、前記第一工具刃を用いて、予め加工された前記第四歯面に対して前記第六歯面を加工するように制御し、
前記第一工具刃で前記第二歯面を加工するときの交差角とは異なる前記第三歯面用の交差角に設定し、前記第二工具刃を用いて、予め加工された前記第一歯面に対して前記第三歯面を加工するように制御し、
前記第一工具刃で前記第六歯面を加工するときの交差角とは異なる交差角であって前記第五歯面のねじれ角及び前記第二工具刃の他方側面の刃すじのねじれ角とに基づいて求まる前記第五歯面用の交差角に設定し、前記第二工具刃を用いて、予め加工された前記第四歯面に対して前記第五歯面を加工するように制御する、請求項１に記載の歯車加工装置。

【請求項4】

前記歯車は、シンクロメッシュ機構のスリーブであり、
前記歯車加工装置は、前記従となる歯面として、前記スリーブの内周歯に設けられるギヤ抜け防止部の歯面を加工するように構成されている、請求項１－３の何れか一項に記載の歯車加工装置。

【請求項5】

前記第一工具刃の刃すじと前記第二工具刃の刃すじは、同一角度のねじれ角を有する、請求項１－４の何れか一項に記載の歯車加工装置。

【請求項6】

加工用工具の回転軸線を加工物の回転軸線に対し傾斜させた状態で、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に移動操作することにより、前記加工物に歯車の歯を切削加工する歯車加工方法であって、
前記歯車の歯の側面において、予め主となる歯面が加工された面に対して、前記主となる歯面に対しねじれ角が異なりかつ互いにねじれ角が異なる一対の従となる歯面を、前記加工物の回転軸線方向の一方側及び他方側にそれぞれ加工し、
前記加工用工具は、
すくい面が前記加工用工具の回転軸線方向の一方側を向く第一工具刃と、
すくい面が前記加工用工具の回転軸線方向の他方側を向く第二工具刃と、
を有し、
前記歯車加工方法は、
所定の交差角に設定し、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向の一方側に相対的に移動操作させて、前記第一工具刃を用いて、前記加工物の回転軸線方向の他方側に設けられる前記一対の従となる歯面の一方を加工する第一加工工程と、
前記第一加工工程において前記第一工具刃で前記加工物の回転軸線方向の他方側に設けられる前記一対の従となる歯面の一方を加工するときの交差角とは異なる交差角に設定し、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向の他方側に相対的に移動操作させて、前記第二工具刃を用いて、前記加工物の回転軸線方向の一方側に設けられる前記一対の従となる歯面の他方を加工する第二加工工程と、
を備える、歯車加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工用工具及び加工物を同期回転させて切削加工により歯車を加工する歯車加工装置及び歯車加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

車両に用いられるトランスミッションには、円滑な変速操作を行うためにシンクロメッシュ機構が設けられる。図１７に示すように、キー式のシンクロメッシュ機構１１０は、メーンシャフト１１１、メーンドライブシャフト１１２、クラッチハブ１１３、キー１１４、スリーブ１１５、メーンドライブギヤ１１６、クラッチギヤ１１７、シンクロナイザーリング１１８等を備える。なお、メーンドライブギヤ１１６、クラッチギヤ１１７、シンクロナイザーリング１１８は、スリーブ１１５を挟んで両側に配置される。

【0003】

メーンシャフト１１１とメーンドライブシャフト１１２は、同軸配置される。メーンシャフト１１１には、クラッチハブ１１３がスプライン嵌合され、メーンシャフト１１１とクラッチハブ１１３は共に回転する。クラッチハブ１１３の外周の３か所には、キー１１４が図略のスプリングで支持される。スリーブ１１５の内周には、内歯（スプライン）１１５ａが形成され、スリーブ１１５はキー１１４とともにクラッチハブ１１３の外周に形成される図略のスプラインに沿って回転軸線ＬＬ方向に摺動する。

【0004】

メーンドライブシャフト１１２には、メーンドライブギヤ１１６が嵌合され、メーンドライブギヤ１１６のスリーブ１１５側には、テーパコーン１１７ｂが突設されたクラッチギヤ１１７が一体形成される。スリーブ１１５とクラッチギヤ１１７の間には、シンクロナイザーリング１１８が配置される。クラッチギヤ１１７の外歯１１７ａ及びシンクロナイザーリング１１８の外歯１１８ａは、スリーブ１１５の内歯１１５ａと噛み合わせ可能に形成される。シンクロナイザーリング１１８の内周は、テーパコーン１１７ｂの外周と摩擦係合可能なテーパ状に形成される。

【0005】

次に、シンクロメッシュ機構１１０の図１７の左方に動作する場合を説明するが、図１７の右方に動作する場合も同様である。図１８Ａに示すように、図略のシフトレバーの操作により、スリーブ１１５及びキー１１４が図示矢印の回転軸線ＬＬ方向に移動する。キー１１４は、シンクロナイザーリング１１８を回転軸線ＬＬ方向に押して、シンクロナイザーリング１１８の内周をテーパコーン１１７ｂの外周に押し付ける。これにより、クラッチギヤ１１７、シンクロナイザーリング１１８及びスリーブ１１５は、同期回転を開始する。

【0006】

そして、図１８Ｂに示すように、キー１１４は、スリーブ１１５に押し下げられてシンクロナイザーリング１１８を回転軸線ＬＬ方向にさらに押し付けるので、シンクロナイザーリング１１８の内周とテーパコーン１１７ｂの外周との密着度は増し、強い摩擦力が発生してクラッチギヤ１１７、シンクロナイザーリング１１８及びスリーブ１１５は同期回転する。クラッチギヤ１１７の回転数とスリーブ１１５の回転数が完全に同期すると、シンクロナイザーリング１１８の内周とテーパコーン１１７ｂの外周との摩擦力が消滅する。

【0007】

そして、スリーブ１１５及びキー１１４が図示矢印の回転軸線ＬＬ方向にさらに移動すると、キー１１４はシンクロナイザーリング１１８の溝１１８ｂに嵌って止まるが、スリーブ１１５はキー１１４の凸部１１４ａを越えて移動し、スリーブ１１５の内歯１１５ａがシンクロナイザーリング１１８の外歯１１８ａと噛み合う。そして、図１８Ｃに示すように、スリーブ１１５は図示矢印の回転軸線ＬＬ方向にさらに移動し、スリーブ１１５の内歯１１５ａがクラッチギヤ１１７の外歯１１７ａと噛み合う。以上により変速が完了する。

【0008】

以上のようなシンクロメッシュ機構１１０においては、走行中におけるクラッチギヤ１１７の外歯１１７ａとスリーブ１１５の内歯１１５ａとのギヤ抜け防止のため、図１９及び図２０に示すように、スリーブ１１５の内歯１１５ａにおけるスリーブ１１５の回転軸線ＬＬ方向の一方側（以下、単に、回転軸線一方側Ｄｂという）及び他方側（以下、単に、回転軸線他方側Ｄｆという）には、テーパ状のギヤ抜け防止部１２０Ｂ，１２０Ｆが設けられ、各クラッチギヤ１１７の外歯１１７ａ，１１７ａには、ギヤ抜け防止部１２０Ｂ，１２０Ｆとテーパ嵌合するテーパ状のギヤ抜け防止部１１７ｃ，１１７ｃが設けられる。

【0009】

なお、図２０では、クラッチギヤ１１７の外歯１１７ａは、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ側のみを示す。本例のギヤ抜け防止部１２０Ｂ，１２０Ｆは、内歯１１５ａの頂面におけるスリーブ１１５の回転軸線ＬＬ方向の中央の仮想点に対し点対称形状で形成される。以下の説明では、スリーブ１１５の内歯１１５ａの図示左側の側面１１５Ａを左側面１１５Ａといい、スリーブ１１５の内歯１１５ａの図示右側の側面１１５Ｂを右側面１１５Ｂという。

【0010】

そして、スリーブ１１５の内歯１１５ａの左側面１１５Ａは、左歯面１１５ｂ（本発明の「第一歯面」に相当）及び左歯面１１５ｂとねじれ角が異なるように左側面１１５Ａの回転軸線他方側Ｄｆに設けられる歯面１２１ｆ（以下、他方側左テーパ歯面１２１ｆという、本発明の「第二歯面」に相当）、及び左歯面１１５ｂとねじれ角が異なるように左側面１１５Ａの回転軸線一方側Ｄｂに設けられる歯面１２２ｂ（以下、一方側左テーパ歯面１２２ｂという、本発明の「第三歯面」に相当）を有する。

【0011】

また、スリーブ１１５の内歯１１５ａの右側面１１５Ｂは、右歯面１１５ｃ（本発明の「第四歯面」に相当）及び右歯面１１５ｃとねじれ角が異なるように右側面１１５Ｂの回転軸線一方側Ｄｂに設けられる歯面１２１ｂ（以下、一方側右テーパ歯面１２１ｂという、本発明の「第五歯面」に相当）、及び右歯面１１５ｃとねじれ角が異なるように右側面１１５Ｂの回転軸線他方側Ｄｆに設けられる歯面１２２ｆ（以下、他方側右テーパ歯面１２２ｆという、本発明の「第六歯面」に相当）を有する。

【0012】

本例では、左歯面１１５ｂのねじれ角は０度、他方側左テーパ歯面１２１ｆ及び一方側右テーパ歯面１２１ｂのねじれ角はθｆ度である。また、右歯面１１５ｃのねじれ角は０度、一方側左テーパ歯面１２２ｂ及び他方側右テーパ歯面１２２ｆのねじれ角はθｂ度である。そして、他方側左テーパ歯面１２１ｆ及びこの他方側左テーパ歯面１２１ｆと左歯面１１５ｂを繋ぐ歯面１２１ａｆ（以下、他方側左サブ歯面１２１ａｆという）、並びに他方側右テーパ歯面１２２ｆ及びこの他方側右テーパ歯面１２２ｆと右歯面１１５ｃを繋ぐ歯面１２２ａｆ（以下、他方側右サブ歯面１２２ａｆという）が、ギヤ抜け防止部１２０Ｆを構成する。

【0013】

そして、一方側左テーパ歯面１２２ｂ及びこの一方側左テーパ歯面１２２ｂと左歯面１１５ｂを繋ぐ歯面１２２ａｂ（以下、一方側左サブ歯面１２２ａｂという）、並びに一方側右テーパ歯面１２１ｂ及びこの一方側右テーパ歯面１２１ｂと右歯面１１５ｃを繋ぐ歯面１２１ａｂ（以下、一方側右サブ歯面１２１ａｂという）が、ギヤ抜け防止部１２０Ｂを構成する。なお、ギヤ抜け防止は、他方側左テーパ歯面１２１ｆとギヤ抜け防止部１１７ｃとがテーパ嵌合することにより、また、一方側右テーパ歯面１２１ｂとギヤ抜け防止部１１７ｃとがテーパ嵌合することにより達成される。

【0014】

このように、スリーブ１１５の内歯１１５ａの構造は複雑であり、また、スリーブ１１５は大量生産が必要な部品であるため、一般的に、スリーブ１１５の内歯１１５ａは、ブローチ加工やギヤシェーパ加工等により形成され、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂは、ローリング加工（特許文献１，２参照）により形成される。しかし、ローリング加工は塑性加工であるため、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂの加工精度は低くなる傾向にある。

【0015】

加工精度を高めるには、切削加工が望ましい。しかし、上述のように、ギヤ抜け防止部１２０Ｂ，１２０Ｆは、スリーブ１１５の内歯１１５ａの回転軸線一方側Ｄｂ及び回転軸線他方側Ｄｆに設けられる。このため、歯車加工装置においては、回転軸線一方側Ｄｂのギヤ抜け防止部１２０Ｂを加工するための加工用工具と、回転軸線他方側Ｄｆのギヤ抜け防止部１２０Ｆを加工するための加工用工具とを工具交換し、さらに工具毎に位置合わせを行う必要がある。よって、加工時間が長く、また加工精度が低くなる傾向にある。

【0016】

特許文献３，４には、２つの刃を備える加工用工具が記載されているが、一方の刃は荒加工用であり、他方の刃は仕上げ加工用であるため、１つの当該加工用工具で上述の構成のギヤ抜け防止部１２０Ｂ，１２０Ｆを加工することはできない。また、特許文献５には、加工用工具を前進及び後退させてそれぞれ加工を行うことが記載されているが、同一の歯に対して加工を行うものであり、１つの当該加工用工具で上述の構成の２つのギヤ抜け防止部１２０Ｂ，１２０Ｆを加工することはできない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【文献】実開平６－６１３４０号公報

【文献】特開２００５－１５２９４０号公報

【文献】特開２０１５－２１７４８５号公報

【文献】特開２００４－１６０６４５号公報

【文献】特開２０１４－１７２１１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

上述のように、歯車加工装置においては、回転軸線一方側Ｄｂのギヤ抜け防止部１２０Ｂを加工するための加工用工具と、回転軸線他方側Ｄｆのギヤ抜け防止部１２０Ｆを加工するための加工用工具とを工具交換し、さらに工具毎に位置合わせを行う必要がある。よって、加工時間が長く、また加工精度が低くなる傾向にある。

【0019】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、歯車の回転軸線方向の一方側及び他方側にそれぞれ設けられるねじれ角が異なる歯面を高効率且つ高精度に加工できる歯車加工装置及び歯車加工方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0020】

本発明の一態様は、
加工物としての歯車を回転可能に支持する加工物支持装置と、
加工用工具と、
前記加工用工具を回転可能に支持する工具支持装置と、
前記加工物に前記歯車の歯を加工するために、前記加工用工具の回転軸線を前記加工物の回転軸線に対し傾斜させた状態で、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に移動操作する制御を行う制御装置と、
を備える歯車加工装置であって、
前記歯車の歯の側面において、予め主となる歯面が加工された面に対して、前記主となる歯面に対しねじれ角が異なりかつ互いにねじれ角が異なる一対の従となる歯面を、前記加工物の回転軸線方向の一方側及び他方側にそれぞれ加工するように構成され、
前記加工用工具は、
すくい面が前記加工用工具の回転軸線方向の一方側を向く第一工具刃と、
すくい面が前記加工用工具の回転軸線方向の他方側を向く第二工具刃と、
を有し、
前記制御装置は、
所定の交差角に設定し、前記加工用工具を前記加工物の回転軸線方向の一方側に相対的に移動操作させて、前記第一工具刃を用いて、前記加工物の回転軸線方向の他方側に設けられる前記一対の従となる歯面の一方を加工するように制御し、
前記第一工具刃で前記加工物の回転軸線方向の他方側に設けられる前記一対の従となる歯面の一方を加工するときの交差角とは異なる交差角に設定し、前記加工用工具を前記加工物の回転軸線方向の他方側に相対的に移動操作させて、前記第二工具刃を用いて、前記加工物の回転軸線方向の一方側に設けられる前記一対の従となる歯面の他方を加工するように制御する、歯車加工装置にある。

【0021】

これにより、歯車加工装置は、１つの加工用工具で加工物の両端面側にそれぞれねじれ角が異なる複数の歯面を形成できるので、従来必要であった２つの加工用工具の工具交換や位置合わせを行う必要はなく、加工効率を向上でき、加工精度を高めることができる。

【0022】

本発明の他の態様は、
加工用工具の回転軸線を加工物の回転軸線に対し傾斜させた状態で、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向に相対的に移動操作することにより、前記加工物に歯車の歯を切削加工する歯車加工方法であって、
前記歯車の歯の側面において、予め主となる歯面が加工された面に対して、前記主となる歯面に対しねじれ角が異なりかつ互いにねじれ角が異なる一対の従となる歯面を、前記加工物の回転軸線方向の一方側及び他方側にそれぞれ加工し、
前記加工用工具は、
すくい面が前記加工用工具の回転軸線方向の一方側を向く第一工具刃と、
すくい面が前記加工用工具の回転軸線方向の他方側を向く第二工具刃と、
を有し、
前記歯車加工方法は、
所定の交差角に設定し、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向の一方側に相対的に移動操作させて、前記第一工具刃を用いて、前記加工物の回転軸線方向の他方側に設けられる前記一対の従となる歯面の一方を加工する第一加工工程と、
前記第一加工工程において前記第一工具刃で前記加工物の回転軸線方向の他方側に設けられる前記一対の従となる歯面の一方を加工するときの交差角とは異なる交差角に設定し、前記加工用工具を前記加工物と同期回転させながら前記加工物の回転軸線方向の他方側に相対的に移動操作させて、前記第二工具刃を用いて、前記加工物の回転軸線方向の一方側に設けられる前記一対の従となる歯面の他方を加工する第二加工工程と、
を備える、歯車加工方法にある。
当該歯車加工方法によれば、上述した歯車加工装置における効果と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施の形態に係る歯車加工装置の全体構成を示す図である。

【図2】図１の制御装置による工具設計処理を説明するためのフローチャートである。

【図3】図１の制御装置による工具状態設定処理を説明するためのフローチャートである。

【図4A】図１の制御装置による加工制御処理を説明するためのフローチャートである。

【図4B】図１の制御装置による加工制御処理を説明するための図４Ａのフローの続きを示すフローチャートである。

【図5A】加工用工具の概略構成を工具端面側から回転軸線方向に見た図である。

【図5B】図５Ａの加工用工具の概略構成を径方向に見た一部断面図である。

【図5C】図５Ｂの加工用工具の工具刃の拡大図である。

【図6】加工用工具を構成するカラーを示す斜視図である。

【図7】加工用工具を工具ホルダ及び回転主軸に組み付けた状態を示す図である。

【図8A】加工用工具の第一工具を設計する際の加工用工具と加工物との寸法関係を示す第一の図である。

【図8B】加工用工具の第一工具を設計する際の加工用工具と加工物との位置関係を示す第一の図である。

【図8C】加工用工具の第一工具を設計する際の加工用工具と加工物との寸法関係を示す第二の図である。

【図8D】加工用工具の第一工具を設計する際の加工用工具と加工物との位置関係を示す第二の図である。

【図9】加工用工具の刃先幅及び刃厚を求める際に使用する加工用工具の各部位を示す図である。

【図10】加工用工具の第一工具（第二工具）の概略構成を径方向に見た図である。

【図11A】加工用工具の回転軸線の方向の工具位置を変更するときの加工用工具と加工物との位置関係を示す図である。

【図11B】軸線方向位置を変更したときの加工状態を示す第一の図である。

【図11C】軸線方向位置を変更したときの加工状態を示す第二の図である。

【図11D】軸線方向位置を変更したときの加工状態を示す第三の図である。

【図12A】加工物の回転軸線に対する加工用工具の回転軸線の傾斜を表す交差角を変更するときの加工用工具と加工物との位置関係を示す図である。

【図12B】交差角を変更したときの加工状態を示す第一の図である。

【図12C】交差角を変更したときの加工状態を示す第二の図である。

【図12D】交差角を変更したときの加工状態を示す第三の図である。

【図13A】加工用工具の回転軸線方向位置及び交差角を変更するときの加工用工具と加工物との位置関係を示す図である。

【図13B】軸線方向位置及び交差角を変更したときの加工状態を示す第一の図である。

【図13C】軸線方向位置及び交差角を変更したときの加工状態を示す第二の図である。

【図14A】他方側左テーパ歯面を加工する前の加工用工具の位置を径方向に見た図である。

【図14B】他方側左テーパ歯面を加工するときの加工用工具の位置を径方向に見た図である。

【図14C】他方側左テーパ歯面を加工した後の加工用工具の位置を径方向に見た図である。

【図15A】加工用工具の第二工具を設計する際の加工用工具と加工物との寸法関係を示す第二の図である。

【図15B】加工用工具の第二工具を設計する際の加工用工具と加工物との位置関係を示す第二の図である。

【図16A】一方側左テーパ歯面を加工する前の加工用工具の位置を径方向に見た図である。

【図16B】一方側左テーパ歯面を加工するときの加工用工具の位置を径方向に見た図である。

【図16C】一方側左テーパ歯面を加工した後の加工用工具の位置を径方向に見た図である。

【図17】加工物であるスリーブを有するシンクロメッシュ機構を示す断面図である。

【図18A】図１７のシンクロメッシュ機構の作動開始前の状態を示す断面図である。

【図18B】図１７のシンクロメッシュ機構の作動中の状態を示す断面図である。

【図18C】図１６のシンクロメッシュ機構の作動完了後の状態を示す断面図である。

【図19】加工物であるスリーブのギヤ抜け防止部を示す斜視図である。

【図20】図１８のスリーブのギヤ抜け防止部を径方向から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

（１．歯車加工装置の機械構成）
本実施形態では、歯車加工装置の一例として、５軸マシニングセンタを例に挙げ、図１を参照して説明する。つまり、当該歯車加工装置１は、駆動軸として、相互に直交する３つの直進軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）及び２つの回転軸（Ｘ軸線に平行なＡ軸、Ａ軸線に直角なＣ軸）を有する装置である。

【0025】

ここで、背景技術で述べたように、ギヤ抜け防止部１２０Ｂ，１２０Ｆは、ブローチ加工やギヤシェーパ加工等により形成されたスリーブ１１５の内歯１１５ａに対し、２つの加工用工具で切削加工を行うことで形成されるため、工具交換及び工具毎の位置合わせが必要となり、加工時間が長く、また加工精度が低くなる傾向にある。そこで、上述の歯車加工装置１では、先ず、ブローチ加工やギヤシェーパ加工等によりスリーブ１１５の内歯１１５ａを形成し、次に、後述する２つの工具刃（第一工具刃４２ａｆ，第二工具刃４２ａｂ（図５Ｂ参照））を有する１つの加工用工具４２による切削加工でスリーブ１１５の内歯１１５ａに対しギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂをそれぞれ形成する。

【0026】

すなわち、内歯１１５ａが形成されたスリーブ１１５と加工用工具４２とを同期回転させ、加工用工具４２の第一工具刃４２ａｆを回転軸線他方側Ｄｆから回転軸線一方側Ｄｂに加工物Ｗの回転軸線Ｌｗ方向に送って切削加工することによりギヤ抜け防止部１２０Ｆを形成し、加工用工具４２の第二工具刃４２ａｂを回転軸線一方側Ｄｂから回転軸線他方側Ｄｆに加工物Ｗの回転軸線Ｌｗ方向に送って切削加工することによりギヤ抜け防止部１２０Ｂを形成する。これにより、工具交換及び工具毎の位置合わせが不要となり、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂの加工時間を従来より短縮でき、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂの加工精度を従来より向上できる（図１９及び図２０参照）。

【0027】

図１に示すように、歯車加工装置１は、ベッド１０と、コラム２０と、サドル３０と、回転主軸４０と、テーブル５０と、チルトテーブル６０と、ターンテーブル７０と、加工物保持具８０と、制御装置１００等とから構成される。なお、図示省略するが、ベッド１０と並んで既知の自動工具交換装置が設けられる。

【0028】

ベッド１０は、ほぼ矩形状からなり、床上に配置される。このベッド１０の上面には、コラム２０をＸ軸線に平行な方向に駆動するための、図略のＸ軸ボールねじが配置される。そして、ベッド１０には、Ｘ軸ボールねじを回転駆動するＸ軸モータ１１ｃが配置される。

【0029】

コラム２０のＹ軸線に平行な側面（摺動面）２０ａには、サドル３０をＹ軸線に平行な方向に駆動するための、図略のＹ軸ボールねじが配置される。そして、コラム２０には、Ｙ軸ボールねじを回転駆動するＹ軸モータ２３ｃが配置される。

【0030】

回転主軸４０は、加工用工具４２を支持し、サドル３０内に回転可能に支持され、サドル３０内に収容された主軸モータ４１により回転される。加工用工具４２は、図略の工具ホルダに保持されて回転主軸４０の先端に固定され、回転主軸４０の回転に伴って回転する。また、加工用工具４２は、コラム２０及びサドル３０の移動に伴ってベッド１０に対してＸ軸線に平行な方向及びＹ軸線に平行な方向に移動する。なお、加工用工具４２の詳細は後述する。

【0031】

さらに、ベッド１０の上面には、テーブル５０をＺ軸線に平行な方向に駆動するための、図略のＺ軸ボールねじが配置される。そして、ベッド１０には、Ｚ軸ボールねじを回転駆動するＺ軸モータ１２ｃが配置される。

【0032】

テーブル５０の上面には、チルトテーブル６０を支持するチルトテーブル支持部６３が設けられる。そして、チルトテーブル支持部６３には、チルトテーブル６０がＡ軸線に平行な軸線回りで回転（揺動）可能に設けられる。チルトテーブル６０は、テーブル５０内に収容されたＡ軸モータ６１により回転（揺動）される。

【0033】

チルトテーブル６０には、ターンテーブル７０がＣ軸線に平行な軸線回りで回転可能に設けられる。ターンテーブル７０には、加工物としてスリーブ１１５を保持する加工物保持具８０が装着される。ターンテーブル７０は、スリーブ１１５及び加工物保持具８０とともにＣ軸モータ６２により回転される。

【0034】

制御装置１００は、加工制御部１０１と、工具設計部１０２と、工具状態演算部１０３と、記憶部１０４等とを備える。ここで、加工制御部１０１、工具設計部１０２、工具状態演算部１０３及び記憶部１０４は、それぞれ個別のハードウエアにより構成することもできるし、ソフトウエアによりそれぞれ実現する構成とすることもできる。

【0035】

加工制御部１０１は、主軸モータ４１を制御して、加工用工具４２を回転させ、Ｘ軸モータ１１ｃ、Ｚ軸モータ１２ｃ、Ｙ軸モータ２３ｃ、Ａ軸モータ６１及びＣ軸モータ６２を制御して、スリーブ１１５と加工用工具４２とをＸ軸線に平行な方向、Ｚ軸線に平行な方向、Ｙ軸線に平行な方向、Ａ軸線に平行な軸線回り及びＣ軸線に平行な軸線回りに相対移動することにより、スリーブ１１５の切削加工を行う。

【0036】

工具設計部１０２は、詳細は後述するが、加工用工具４２の第一工具刃４２ａｆ及び第二工具刃４２ａｂのねじれ角β、本例では第一工具刃４２ａｆ及び第二工具刃４２ａｂは同一形状であり同一ねじれ角β（図５Ｃ参照）等を求めて加工用工具４２を設計する。詳細は後述するが、加工用工具４２は、第一工具刃４２ａｆを有する第一工具４２Ｆ及び第一工具４２Ｆと同一形状の第二工具刃４２ａｂを有する第二工具４２Ｂを一体化して構成される。
工具状態演算部１０３は、詳細は後述するが、スリーブ１１５に対する加工用工具４２の相対的な位置及び姿勢である工具状態を演算する。

【0037】

記憶部１０４には、第一工具４２Ｆ及び第二工具４２Ｂに関する工具データ、すなわち刃先円直径ｄａ、基準円直径ｄ、刃末のたけｈａ、モジュールｍ、転位係数λ、圧力角α、正面圧力角αｔ及び刃先圧力角αａ、及びスリーブ１１５の切削加工を行うための加工データは予め記憶される。また、記憶部１０４は、第一工具４２Ｆ及び第二工具４２Ｂを設計する際に入力される第一工具刃４２ａｆ及び第二工具刃４２ａｂの刃数Ｚ等を記憶し、また、工具設計部１０２で設計された第一工具４２Ｆ及び第二工具４２Ｂの形状データや工具状態演算部１０３で演算された工具状態を記憶する。

【0038】

（２．加工用工具）
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、加工用工具４２は、第一工具４２Ｆ、第二工具４２Ｂ及び第一工具４２Ｆと第二工具４２Ｂに挟持されるカラー４４を備え、本例では第一工具４２Ｆ及び第二工具４２Ｂは同一形状の工具である。加工用工具４２は、第一工具４２Ｆの第一工具刃４２ａｆのすくい面４２ｃｆが加工用工具４２の工具軸線（回転軸線）Ｌ方向の一方側を向くように第一工具４２Ｆを配置するとともに、第二工具４２Ｂの第二工具刃４２ａｂのすくい面４２ｃｂが加工用工具４２の工具軸線Ｌ方向の他方側を向くように第二工具４２Ｂを配置し、第一工具４２Ｆと第二工具４２Ｂの間にカラー４４を配置した構成となっている。

【0039】

図５Ａに示すように、加工用工具４２を第一工具４２Ｆの工具端面４２Ｍ側から工具軸線Ｌ方向に見たときの第一工具刃４２ａｆ（第二工具刃４２ａｂ）の形状は、本例ではインボリュート曲線形状と同一形状に形成される。そして、図５Ｂに示すように、第一工具４２Ｆの第一工具刃４２ａｆ及び第二工具４２Ｂの第二工具刃４２ａｂには、工具端面４２Ｍ側に工具軸線Ｌと直角な平面に対し、角度γ傾斜したすくい角が設けられ、工具周面４２Ｎ側に工具軸線Ｌと平行な直線に対し、角度δ傾斜した前逃げ角が設けられる。そして、図５Ｃに示すように、第一工具刃４２ａｆ（第二工具刃４２ａｂ）の刃すじ４２ｂｆ（４２ｂｂ）は、工具軸線Ｌと平行な直線に対し、角度β傾斜したねじれ角を有する。

【0040】

図６に示すように、カラー４４は、円筒状に形成され、カラー４４の両端面には、１８０度間隔で径方向に延びる直方体状の回り止め用の２つのキー４４ａがそれぞれ設けられる。図７に示すように、加工用工具４２を工具ホルダ４５に組み付けるときは、先ず、工具ホルダ４５の先端側の工具取付軸４５ａに、第二工具４２Ｂを第二工具刃４２ａｂが工具ホルダ４５の本体４５ｂ側を向くように挿入し、次にカラー４４を挿入する。

【0041】

次に、第一工具４２Ｆを第一工具刃４２ａｆが工具取付軸４５ａの先端側（外側）を向くように挿入し、最後に工具取付軸４５ａの先端に設けられるねじ穴４５ｃにワッシャ付きボルト４５ｄを締結する。このとき、カラー４４の各キー４４ａは、第一工具４２Ｆの軸部４２ｄｆに設けられるキー溝４２ｅｆ及び第二工具４２Ｂの軸部４２ｄｂに設けられるキー溝４２ｅｂに嵌め込まれる。これにより、第一工具４２Ｆの第一工具刃４２ａｆ及び第二工具４２Ｂの第二工具刃４２ａｂは、同位相で回転可能となる。

【0042】

加工用工具４２が取り付けられた工具ホルダ４５は、自動工具交換装置の工具ストッカに格納され、加工開始前に自動工具交換装置の工具交換アームで工具ストッカから取り出されて回転主軸４０に取り付けられる。このとき、工具ホルダ４５に設けられるキー４５ｅは、回転主軸４０に設けられるキー溝４０ａに嵌め込まれる。工具ホルダ４５のキー４５ｅと回転主軸４０のキー溝４０ａとの間にはガタがあるが、工具交換アームで加工用工具４２が取り付けられた工具ホルダ４５を保持したまま回転主軸４０を回転させることで、上記ガタが詰まって加工用工具４２の回転主軸４０に対する回転位相が設定される。その後、回転主軸４０において工具ホルダ４５をクランプし、工具交換アームによる工具ホルダ４５の保持を解除する。

【0043】

ここで、第一工具４２Ｆ（第二工具４２Ｂ）でねじれ角が異なる他方側左テーパ歯面１２１ｆ（一方側右テーパ歯面１２１ｂ）及び他方側右テーパ歯面１２２ｆ（一方側左テーパ歯面１２２ｂ）を切削加工する場合、第一工具刃４２ａｆ（第二工具刃４２ａｂ）の左刃面と右刃面のねじれ角が異なる加工用工具４２を用いる方法と、第一工具刃４２ａｆ（第二工具刃４２ａｂ）の左刃面と右刃面のねじれ角が同一の加工用工具４２を用いる方法が考えられる。

【0044】

本例では、第一工具刃４２ａｆ（第二工具刃４２ａｂ）の左刃面と右刃面のねじれ角が同一の加工用工具４２を用いて切削加工する場合を説明する。この場合、他方側左テーパ歯面１２１ｆ（一方側右テーパ歯面１２１ｂ）を切削加工するときの第一工具４２Ｆ(第二工具４２Ｂ)の交差角φｆと、他方側右テーパ歯面１２２ｆ（一方側左テーパ歯面１２２ｂ）を切削加工するときの第一工具４２Ｆ(第二工具４２Ｂ)の交差角φｂを異ならせる必要がある。以下では、第一工具４２Ｆを設計する場合について説明するが、第二工具４２Ｂを設計する場合も同様であるので、詳細な説明は省略する。

【0045】

上述のように、スリーブ１１５の他方側左テーパ歯面１２１ｆは、既に形成されたスリーブ１１５の内歯１１５ａに対し、第一工具４２Ｆで切削加工を行うことで形成される。このため、第一工具４２Ｆの第一工具刃４２ａｆは、内歯１１５ａを切削加工中に隣り合う内歯１１５ａに干渉せずに、他方側左サブ歯面１２１ａｆを含む他方側左テーパ歯面１２１ｆを確実に切削加工できる形状にすることが必要となる。

【0046】

具体的には、図８Ａに示すように、第一工具刃４２ａｆが、他方側左テーパ歯面１２１ｆの歯すじ長ｆｆ分だけ切削したとき、第一工具刃４２ａｆの刃先幅Ｓａが、他方側左サブ歯面１２１ａｆの歯すじ長ｇｆより大きく、且つ第一工具刃４２ａｆの基準円Ｃｂ上の刃厚Ｔａ（図９参照）が、他方側左テーパ歯面１２１ｆとこの他方側左テーパ歯面１２１ｆに対向する他方側右テーパ歯面１２２ｆの開放端部との距離Ｈｆ（以下、歯面間隔Ｈｆという）より小さくなるように第一工具刃４２ａｆを設計することが必要となる。このとき、第一工具刃４２ａｆの耐久性、例えば欠損等も考慮して第一工具刃４２ａｆの刃先幅Ｓａ及び第一工具刃４２ａｆの基準円Ｃｂ上の刃厚Ｔａを設定する。

【0047】

この第一工具刃４２ａｆの設計には、図８Ｂに示すように、先ず、他方側左テーパ歯面１２１ｆのねじれ角θｆと第一工具刃４２ａｆのねじれ角βとの差で表される交差角φｆ（以下、加工用工具４２の交差角φｆという）を設定する必要がある。他方側左テーパ歯面１２１ｆのねじれ角θｆは、既知の値であり、加工用工具４２の交差角φｆは、歯車加工装置１によって設定可能範囲が設定されているので、作業者は任意の交差角φｆを暫定的に設定する。

【0048】

次に、既知の他方側左テーパ歯面１２１ｆのねじれ角θｆ及び設定した加工用工具４２の交差角φｆから第一工具刃４２ａｆのねじれ角βを求め、第一工具刃４２ａｆの刃先幅Ｓａ及び第一工具刃４２ａｆの基準円Ｃｂ上の刃厚Ｔａを求める。以上の処理を繰り返すことで、他方側左テーパ歯面１２１ｆを切削加工するための最適の第一工具刃４２ａｆを有する第一工具４２Ｆを設計する。以下に、第一工具刃４２ａｆの刃先幅Ｓａ及び第一工具刃４２ａｆの基準円Ｃｂ上の刃厚Ｔａを求めるための演算例を説明する。

【0049】

図９に示すように、第一工具刃４２ａｆの刃先幅Ｓａは、刃先円直径ｄａ及び刃先円刃厚の半角Ψａで表される（式（１）参照）。

【0050】

【数1】

【0051】

刃先円直径ｄａは、基準円直径ｄ及び刃末のたけｈａで表され（式（２）参照）、さらに、基準円直径ｄは、第一工具刃４２ａｆの刃数Ｚ、第一工具刃４２ａｆの刃すじ４２ｂｆのねじれ角β及びモジュールｍで表され（式（３）参照）、刃末のたけｈａは、転位係数λ及びモジュールｍで表される（式（４）参照）。

【0052】

【数2】

【0053】

【数3】

【0054】

【数4】

【0055】

刃先円刃厚の半角Ψａは、第一工具刃４２ａｆの刃数Ｚ、転位係数λ、圧力角α、正面圧力角αｔ及び刃先圧力角αａで表される（式（５）参照）。なお、正面圧力角αｔは、圧力角α及び第一工具刃４２ａｆの刃すじ４２ｂｆのねじれ角βで表すことができ（式（６）参照）、刃先圧力角αａは、正面圧力角αｔ、刃先円直径ｄａ及び基準円直径ｄで表すことができる（式（７）参照）。

【0056】

【数5】

【0057】

【数6】

【0058】

【数7】

【0059】

また、第一工具刃４２ａｆの刃厚Ｔａは、基準円直径ｄ及び刃厚Ｔａの半角Ψで表される（式（８）参照）。

【0060】

【数8】

【0061】

基準円直径ｄは、第一工具刃４２ａｆの刃数Ｚ、第一工具刃４２ａｆの刃すじ４２ｂｆのねじれ角β及びモジュールｍで表される（式（９）参照）。

【0062】

【数9】

【0063】

刃厚Ｔａの半角Ψは、第一工具刃４２ａｆの刃数Ｚ、転位係数λ及び圧力角αで表される（式（１０）参照）。

【0064】

【数10】

【0065】

以上により、図１０に示すように、第一工具４２Ｆは、工具端面４２Ｍを図示下方に向けて工具軸線Ｌに直角な方向から見たとき、第一工具刃４２ａｆの刃すじ４２ｂｆは、左下方から右上方に傾斜するねじれ角βを有するように設計される。以上の第一工具４２Ｆ及び第二工具４２Ｂの設計は、制御装置１００の工具設計部１０２において行われるものであり、その処理の詳細は後述する。

【0066】

（３．歯車加工装置における加工用工具の工具状態）
次に、設計した加工用工具４２を歯車加工装置１に適用し、加工用工具４２の工具状態として加工用工具４２の工具軸線Ｌの方向の工具位置（以下、加工用工具４２の軸線方向位置という）や加工用工具４２の交差角φｆを変化させて、他方側左テーパ歯面１２１ｆを切削加工したときの加工精度について検討する。なお、他方側右テーパ歯面１２２ｆを切削加工したときの加工精度も同様であるので、詳細な説明は省略する。

【0067】

例えば、図１１Ａに示すように、加工用工具４２の軸線方向位置、すなわち加工用工具４２の工具端面４２Ｍと工具軸線Ｌとの交点Ｐが、スリーブ１１５の回転軸線Ｌｗ上に位置する場合（オフセット量０）、加工用工具４２の工具軸線Ｌ方向に距離＋ｄだけオフセットした場合（オフセット量＋ｄ）、及び加工用工具４２の工具軸線Ｌ方向に距離－ｄだけオフセットした場合（オフセット量－ｄ）で他方側左テーパ歯面１２１ｆを加工した。なお、加工用工具４２の交差角φｆは全て一定とした。

【0068】

その結果、他方側左テーパ歯面１２１ｆの加工状態は、図１１Ｂ、図１１Ｃ、図１１Ｄに示すようになった。なお、図中、太い実線Ｅは、設計上の他方側左テーパ歯面１２１ｆのインボリュート曲線を直線に変換して表したもので、ドット部分Ｄは、切削除去部分を表す。

【0069】

図１１Ｂに示すように、オフセット量０では、加工された他方側左テーパ歯面１２１ｆは、設計上のインボリュート曲線に近い形状で加工される。一方、図１１Ｃに示すように、オフセット量＋ｄでは、加工された他方側左テーパ歯面１２１ｆは、設計上のインボリュート曲線に対し、図示右方向（点線矢印方向）、すなわち時計回りのピッチ円方向にずれた形状で加工され、図１１Ｄに示すように、オフセット量－ｄでは、加工された他方側左テーパ歯面１２１ｆは、設計上のインボリュート曲線に対し、図示左方向（点線矢印方向）、すなわち反時計回りのピッチ円方向にずれた形状で加工される。よって、他方側左テーパ歯面１２１ｆの形状は、加工用工具４２の工具軸線Ｌ方向位置を変更することにより、ピッチ円方向にずらすことができる。

【0070】

また、例えば、図１２Ａに示すように、加工用工具４２の交差角が、角度φｆ、φｂ、φｃの各場合で他方側左テーパ歯面１２１ｆを加工した。なお、各角度の大小関係は、φｆ＞φｂ＞φｃである。その結果、他方側左テーパ歯面１２１ｆの加工状態は、図１２Ｂ、図１２Ｃ、図１２Ｄに示すようになった。

【0071】

図１２Ｂに示すように、交差角φｆでは、加工された他方側左テーパ歯面１２１ｆは、設計上のインボリュート曲線に近い形状で加工される。一方、図１２Ｃに示すように、交差角φｂでは、加工された他方側左テーパ歯面１２１ｆは、設計上のインボリュート曲線に対し、歯先の幅がピッチ円方向（実線矢印方向）に狭まり、歯元の幅がピッチ円方向（実線矢印方向）に拡がった形状で加工され、図１２Ｄに示すように、交差角φｃでは、加工された他方側左テーパ歯面１２１ｆは、設計上のインボリュート曲線に対し、歯先の幅がピッチ円方向（実線矢印方向）にさらに狭まり、歯元の幅がピッチ円方向（実線矢印方向）にさらに拡がった形状で加工される。よって、他方側左テーパ歯面１２１ｆの形状は、加工用工具４２の交差角を変更することにより、歯先のピッチ円方向の幅及び歯元のピッチ円方向の幅を変更できる。

【0072】

また、例えば、図１３Ａに示すように、加工用工具４２の軸線方向位置、すなわち加工用工具４２の工具端面４２Ｍと工具軸線Ｌとの交点Ｐが、スリーブ１１５の回転軸線Ｌｗ上に位置し（オフセット量０）、且つ加工用工具４２の交差角が、φｆの場合、及び加工用工具４２の工具軸線Ｌ方向に距離＋ｄだけオフセットし（オフセット量＋ｄ）、且つ交差角φｂの場合で他方側左テーパ歯面１２１ｆを加工した。その結果、他方側左テーパ歯面１２１ｆの加工状態は、図１３Ｂ、図１３Ｃに示すようになった。

【0073】

図１３Ｂに示すように、オフセット量０且つ交差角φｆでは、加工された他方側左テーパ歯面１２１ｆは、設計上のインボリュート曲線に近い形状で加工される。一方、図１３Ｃに示すように、オフセット量＋ｄ且つ交差角φｂでは、加工された他方側左テーパ歯面１２１ｆは、設計上のインボリュート曲線に対し、図示右方向（点線矢印方向）、すなわち時計回りのピッチ円方向にずれ、且つ歯先の幅がピッチ円方向（実線矢印方向）に狭まり、歯元の幅がピッチ円方向（実線矢印方向）に拡がった形状で加工される。よって、他方側左テーパ歯面１２１ｆの形状は、加工用工具４２の軸線方向位置、及び加工用工具４２の交差角を変更することにより、ピッチ円方向にずらし、歯先の周方向の幅及び歯元のピッチ円方向の幅を変更できる。

【0074】

以上により、加工用工具４２は、歯車加工装置１においてオフセット量０且つ交差角φｆでセットされることで、他方側左テーパ歯面１２１ｆを高精度に切削加工できる。加工用工具４２の工具状態の設定は、制御装置１００の工具状態演算部１０３において行われるものであり、その処理の詳細は後述する。

【0075】

（４．制御装置の工具設計部による処理）
次に、制御装置１００の工具設計部１０２による第一工具４２Ｆの設計処理について、図２、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ及び図８Ｄを参照して説明する。なお、ギヤ抜け防止部１２０Ｆに関するデータ、すなわち他方側左テーパ歯面１２１ｆのねじれ角θｆ及び歯すじ長ｆｆ、他方側左サブ歯面１２１ａｆの歯すじ長ｇｆ及び歯面間隔Ｈｆと、他方側右テーパ歯面１２２ｆのねじれ角θb及び歯すじ長ｆｒ、他方側右サブ歯面１２２ａfの歯すじ長ｇｒ及び歯面間隔Ｈｒは、記憶部１０４に予め記憶されているものとする。さらに、第一工具４２Ｆに関するデータ、すなわち刃数Ｚ、刃先円直径ｄａ、基準円直径ｄ、刃末のたけｈａ、モジュールｍ、転位係数λ、圧力角α、正面圧力角αｔ及び刃先圧力角αａは記憶部１０４に予め記憶されているものとする。

【0076】

制御装置１００の工具設計部１０２は、記憶部１０４から他方側左テーパ歯面１２１ｆのねじれ角θｆを読み込む（図２のステップＳ１）。そして、工具設計部１０２は、作業者により入力される他方側左テーパ歯面１２１ｆを切削加工するときの加工用工具４２の交差角φｆと、読み込んだ他方側左テーパ歯面１２１ｆのねじれ角θｆとの差を、第一工具４２Ｆの第一工具刃４２ａｆの刃すじ４２ｂｆのねじれ角βとして求める（図２のステップＳ２）。

【0077】

工具設計部１０２は、記憶部１０４から第一工具４２Ｆの刃数Ｚ等を読み込み、読み込んだ第一工具４２Ｆの刃数Ｚ等及び求めた第一工具刃４２ａｆの刃すじ４２ｂｆのねじれ角βに基づいて、第一工具刃４２ａｆの刃先幅Ｓａ及び刃厚Ｔａを求める（図２のステップＳ３）。そして、工具設計部１０２は、記憶部１０４から他方側左サブ歯面１２１ａｆの歯すじ長ｇｆを読み出し、求めた第一工具刃４２ａｆの刃先幅Ｓａが他方側左サブ歯面１２１ａｆの歯すじ長ｇｆより大きいか否かを判断する（図２のステップＳ４）。

【0078】

工具設計部１０２は、求めた第一工具刃４２ａｆの刃先幅Ｓａが他方側左サブ歯面１２１ａｆの歯すじ長ｇｆ以下のときは、ステップＳ２に戻って上述の処理を繰り返す。一方、求めた第一工具刃４２ａｆの刃先幅Ｓａが他方側左サブ歯面１２１ａｆの歯すじ長ｇｆより大きくなったら、記憶部１０４から歯面間隔Ｈｆを読み出し、求めた第一工具刃４２ａｆの刃厚Ｔａが他方側左テーパ歯面１２１ｆ側の歯面間隔Ｈｆより小さいか否かを判断する（図２のステップＳ５）。

【0079】

工具設計部１０２は、求めた第一工具刃４２ａｆの刃厚Ｔａが他方側左テーパ歯面１２１ｆ側の歯面間隔Ｈｆ以上のときは、ステップＳ２に戻って上述の処理を繰り返す。一方、工具設計部１０２は、求めた第一工具刃４２ａｆの刃厚Ｔａが他方側左テーパ歯面１２１ｆ側の歯面間隔Ｈｆより小さくなったら、記憶部１０４から他方側右テーパ歯面１２２ｆのねじれ角θbを読み込む（図２のステップＳ６）。そして、工具設計部１０２は、ステップＳ２で求めた第一工具４２Ｆの第一工具刃４２ａｆの刃すじ４２ｂｆのねじれ角βと、読み込んだ他方側右テーパ歯面１２２ｆのねじれ角θｂとの差を、他方側右テーパ歯面１２２ｆを切削加工するときの加工用工具４２の交差角φｂとして求める（図２のステップＳ７）。

【0080】

工具設計部１０２は、記憶部１０４から他方側右サブ歯面１２２ａｆの歯すじ長ｇｒを読み出し、ステップＳ３３で求めた第一工具刃４２ａｆの刃先幅Ｓａが他方側右サブ歯面１２２ａｆの歯すじ長ｇｒより大きいか否かを判断する（図２のステップＳ８）。工具設計部１０２は、刃先幅Ｓａが他方側右サブ歯面１２２ａｆの歯すじ長ｇｒ以下のときは、ステップＳ２に戻って上述の処理を繰り返す。一方、刃先幅Ｓａが他方側右サブ歯面１２２ａｆの歯すじ長ｇｒより大きくなったら、記憶部１０４から歯面間隔Ｈｒを読み出し、刃厚Ｔａが他方側右テーパ歯面１２２ｆ側の歯面間隔Ｈｒより小さいか否かを判断する（図２のステップＳ９）。

【0081】

工具設計部１０２は、刃厚Ｔａが他方側右テーパ歯面１２２ｆ側の歯面間隔Ｈｒ以上のときは、ステップＳ２に戻って上述の処理を繰り返す。一方、刃厚Ｔａが他方側右テーパ歯面１２２ｆ側の歯面間隔Ｈｒより小さくなったら、求めた第一工具刃４２ａｆの刃すじ４２ｂｆのねじれ角β等に基づいて、第一工具４２Ｆの形状を決定し（図２のステップＳ１０）、決定した第一工具４２Ｆの形状データを記憶部１０４に記憶し（図２のステップＳ１１）、全ての処理を終了する。以上により、最良の第一工具刃４２ａｆを有する第一工具４２Ｆ（第二工具刃４２ａｂを有する第二工具４２Ｂ）が設計される。

【0082】

（５．制御装置の工具状態演算部による処理）
次に、制御装置１００の工具状態演算部１０３による処理について、図３を参照して説明する。この処理は、公知の歯車の創成理論に基づいて、第一工具４２Ｆの第一工具刃４２ａｆの軌跡を演算するシミュレーション処理であるため、実加工は不要であり、低コスト化を図ることができる。

【0083】

制御装置１００の工具状態演算部１０３は、記憶部１０４から他方側左テーパ歯面１２１ｆの切削加工を行うときの加工用工具４２の軸線方向位置等の工具状態を読み込み（図３のステップＳ１１）、シミュレーション回数ｎとして１回目であることを記憶部１０４に記憶し（図３のステップＳ１２）、加工用工具４２を読み込んだ工具状態に設定する（図３のステップＳ１３）。

【0084】

そして、工具状態演算部１０３は、記憶部１０４から読み込んだ第一工具４２Ｆの形状データに基づいて、他方側左テーパ歯面１２１ｆを加工するときの工具軌跡を求め（図３のステップＳ１４）、加工後の他方側左テーパ歯面１２１ｆの形状を求める（図３のステップＳ１５）。そして、工具状態演算部１０３は、求めた加工後の他方側左テーパ歯面１２１ｆの形状と、設計上の他方側左テーパ歯面１２１ｆの形状とを比較し、形状誤差を求めて記憶部１０４に記憶し（図３のステップＳ１６）、シミュレーション回数ｎに１を加算する（図３のステップＳ１７）。

【0085】

そして、工具状態演算部１０３は、シミュレーション回数ｎが予め設定した回数ｎｎに達したか否かを判断し（図３のステップＳ１８）、シミュレーション回数ｎが設定回数ｎｎに達していないときは、加工用工具４２の工具状態のうち例えば加工用工具４２の軸線方向位置を変更し（図３のステップＳ１９）、ステップＳ１４に戻って上述の処理を繰り返す。一方、シミュレーション回数ｎが設定回数ｎｎに達したときは、工具状態演算部１０３は、記憶した形状誤差のうち最小の誤差となる加工用工具４２の軸線方向位置を選択して記憶部１０４に記憶し（図３のステップＳ２０）、全ての処理を終了する。

【0086】

なお、上述の処理では、複数回のシミュレーションを行って最小の誤差となる加工用工具４２の軸線方向位置を選択するようにしたが、予め許容形状誤差を設定しておき、ステップＳ１６において算出した形状誤差が許容形状誤差以下となったときの加工用工具４２の軸線方向位置を選択してもよい。また、ステップＳ１９においては、加工用工具４２の軸線方向位置を変更する代わりに、加工用工具４２の交差角を変更し、もしくは加工用工具４２の軸線回り方向位置を変更し、又は、交差角、軸線方向位置、軸線回り方向位置の任意の組み合わせを変更するようにしてもよい。

【0087】

（６．制御装置の加工制御部による処理）
次に、制御装置１００の加工制御部１０１による処理について、図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。ここで、作業者は、工具設計部１０２で設計した第一工具４２Ｆ及び第二工具４２Ｂの各形状データに基づいて、第一工具４２Ｆ及び第二工具４２Ｂを製作し、工具ホルダ４５に組み付けて歯車加工装置１の自動工具交換装置の工具ストッカに格納しているものとする。また、スリーブ１１５は、歯車加工装置１の加工物保持具８０に装着され、旋削加工もしくはブローチ加工などにより内歯１１５ａが形成されているものとする。

【0088】

制御装置１００の加工制御部１０１は、自動工具交換装置で前の加工工程（旋削加工もしくはブローチ加工など）の加工用工具を加工用工具４２に交換する（図４ＡのステップＳ２１）。そして、加工制御部１０１は、工具状態演算部１０３で求めたスリーブ１１５の他方側左テーパ歯面１２１ｆを加工する際の加工用工具４２の工具状態となるように加工用工具４２及びスリーブ１１５を配置する（図４ＡのステップＳ２２）。具体的には、図８Ｂに示すように、回転主軸４０に保持された加工用工具４２の第一工具４２Ｆが、加工物保持具８０に保持されたスリーブ１１５と対向し、且つ加工用工具４２が、工具状態演算部１０３で求めた他方側左テーパ歯面１２１ｆを形成するときの加工用工具４２の軸線方向位置（例えばオフセット量０）及び交差角φｆとなるように配置する。

【0089】

加工制御部１０１は、加工用工具４２をスリーブ１１５と同期回転させながら第一工具４２Ｆ側をスリーブ１１５に向かってスリーブ１１５の回転軸線Ｌｗ方向に送り操作し、内歯１１５ａを切削加工して内歯１１５ａに他方側左サブ歯面１２１ａｆを含む他方側左テーパ歯面１２１ｆを形成する（図４ＡのステップＳ２３）。

【0090】

すなわち、図１４Ａ－図１４Ｃに示すように、第一工具４２Ｆは、スリーブ１１５の回転軸線Ｌｗ方向への１回もしくは複数回の切削動作で、内歯１１５ａに他方側左サブ歯面１２１ａｆを含む他方側左テーパ歯面１２１ｆを形成する。このときの第一工具４２Ｆは、送り動作及び送り動作と反対方向の戻し動作を行う必要があるが、図１４Ｃに示すように、この反転動作は慣性力が働く。このため、第一工具４２Ｆの送り動作は、他方側左サブ歯面１２１ａｆを含む他方側左テーパ歯面１２１ｆを形成できる他方側左テーパ歯面１２１ｆの歯すじ長ｆｆより所定長短い点Ｑにおいて終了し、戻し動作に移行する。この送り終了点Ｑは、センサなどによって計測して求めることができるが、必要な加工精度に対して、送り量の精度が十分な場合には、計測しなくても送り量で調整することができる。つまり、点Ｑまで加工できるように送り量などを調整して、切削加工をすることで、精度良く加工できる。

【0091】

そして、加工制御部１０１は、他方側左テーパ歯面１２１ｆの切削加工が完了したら（図４ＡのステップＳ２４）、工具状態演算部１０３で求めたスリーブ１１５の他方側右テーパ歯面１２２ｆを加工する際の加工用工具４２の工具状態となるように加工用工具４２及びスリーブ１１５を配置する（図４ＡのステップＳ２５）。具体的には、図８Ｄに示すように、回転主軸４０に保持された加工用工具４２の第一工具４２Ｆが、加工物保持具８０に保持されたスリーブ１１５と対向し、且つ加工用工具４２が、工具状態演算部１０３で求めた他方側右テーパ歯面１２２ｆを形成するときの加工用工具４２の軸線方向位置（例えばオフセット量０）及び交差角φｂとなるように配置する。

【0092】

加工制御部１０１は、加工用工具４２をスリーブ１１５と同期回転させながら第一工具４２Ｆ側をスリーブ１１５に向かってスリーブ１１５の回転軸線Ｌｗ方向に送り操作し、内歯１１５ａを切削加工して内歯１１５ａに他方側右サブ歯面１２２ａｆを含む他方側右テーパ歯面１２２ｆを切削形成する（図４ＡのステップＳ２６）。

【0093】

そして、加工制御部１０１は、他方側右テーパ歯面１２２ｆの切削加工が完了したら（図４ＡのステップＳ２７）、スリーブ１１５の一方側のギヤ抜け防止部１２０Ｂの加工が完了したか否かを判断する（図４ＡのステップＳ２８）。そして、加工制御部１０１は、スリーブ１１５の一方側のギヤ抜け防止部１２０Ｂの加工が完了したと判断したら全ての処理を終了する。一方、加工制御部１０１は、スリーブ１１５の一方側のギヤ抜け防止部１２０Ｂの加工が完了していないと判断したら、加工用工具４２をスリーブ１１５の回転軸線Ｌｗ方向に送り操作し、スリーブ１１５の内周を通過させ（図４ＡのステップＳ２９）、図４ＢのステップＳ３０に進む。

【0094】

そして、加工制御部１０１は、工具状態演算部１０３で求めたスリーブ１１５の一方側右テーパ歯面１２１ｂを加工する際の加工用工具４２の工具状態となるように加工用工具４２及びスリーブ１１５を配置する（図４ＢのステップＳ３０）。具体的には、図１５Ａに示すように、回転主軸４０に保持された加工用工具４２の第二工具４２Ｂが、加工物保持具８０に保持されたスリーブ１１５と対向し、且つ加工用工具４２が、工具状態演算部１０３で求めた一方側右テーパ歯面１２１ｂを形成するときの加工用工具４２の軸線方向位置（例えばオフセット量０）及び交差角φｆとなるように配置する。

【0095】

加工制御部１０１は、加工用工具４２をスリーブ１１５と同期回転させながら第二工具４２Ｂ側をスリーブ１１５に向かってスリーブ１１５の回転軸線Ｌｗ方向に戻し操作し、内歯１１５ａを切削加工して内歯１１５ａに一方側右サブ歯面１２１ａｂを含む一方側右テーパ歯面１２１ｂを形成する（図４ＢのステップＳ３１）。

【0096】

すなわち、図１６Ａ－図１６Ｃに示すように、第二工具４２Ｂは、スリーブ１１５の回転軸線Ｌｗ方向への１回もしくは複数回の切削動作で、内歯１１５ａに一方側右サブ歯面１２１ａｂを含む一方側右テーパ歯面１２１ｂを形成する。このときの第二工具４２Ｂは、戻し動作及び送り動作を行う必要があるが、図１６Ｃに示すように、この反転動作は慣性力が働く。このため、第二工具４２Ｂの戻し動作は、一方側右サブ歯面１２１ａｂを含む一方側右テーパ歯面１２１ｂを形成できる一方側右テーパ歯面１２１ｂの歯すじ長ｆｆより所定長短い点Ｒにおいて終了し、送り動作に移行する。この戻し終了点Ｒは、センサなどによって計測して求めることができるが、必要な加工精度に対して、送り量の精度が十分な場合には、計測しなくても送り量で調整することができる。つまり、点Ｒまで加工できるように送り量などを調整して、切削加工をすることで、精度良く加工できる。

【0097】

そして、加工制御部１０１は、一方側右テーパ歯面１２１ｂの切削加工が完了したら（図４ＢのステップＳ３２）、工具状態演算部１０３で求めたスリーブ１１５の一方側左テーパ歯面１２２ｂを加工する際の加工用工具４２の工具状態となるように加工用工具４２及びスリーブ１１５を配置する（図４ＢのステップＳ３３）。具体的には、図１５Ｂに示すように、回転主軸４０に保持された加工用工具４２の第二工具４２Ｂが、加工物保持具８０に保持されたスリーブ１１５と対向し、且つ加工用工具４２が、工具状態演算部１０３で求めた一方側左テーパ歯面１２２ｂを形成するときの加工用工具４２の軸線方向位置（例えばオフセット量０）及び交差角φｂとなるように配置する。

【0098】

加工制御部１０１は、加工用工具４２をスリーブ１１５と同期回転させながら第二工具４２Ｂ側をスリーブ１１５に向かってスリーブ１１５の回転軸線Ｌｗ方向に戻し操作し、内歯１１５ａを切削加工して内歯１１５ａに一方側左サブ歯面１２２ａｂを含む一方側左テーパ歯面１２２ｂを切削形成する（図４ＢのステップＳ３４）。そして、加工制御部１０１は、一方側左テーパ歯面１２２ｂの切削加工が完了したら（図４ＢのステップＳ３５）、スリーブ１１５の他方側のギヤ抜け防止部１２０Ｆの加工が完了したか否かを判断する（図４ＢのステップＳ３６）。そして、加工制御部１０１は、スリーブ１１５の他方側のギヤ抜け防止部１２０Ｆの加工が完了していないと判断したら、加工用工具４２をスリーブ１１５の回転軸線Ｌｗ方向に送り操作し、スリーブ１１５の内周を通過させ（図４ＢのステップＳ３７）、図４ＡのステップＳ２２に進む。一方、加工制御部１０１は、スリーブ１１５の他方側のギヤ抜け防止部１２０Ｆの加工が完了したと判断したら、全ての処理を終了する。

【0099】

（７．その他）
上述の例では、第一工具４２Ｆ及び第二工具４２Ｂを別々に形成し、第一工具４２Ｆと第二工具４２Ｂの間にカラー４４を挟持して加工用工具４２としたが、第一工具刃４２ａｆ及び第二工具刃４２ａｂを有する同一材の加工用工具４２としてもよい。これにより、当該加工用工具４２の工具ホルダ４５への組み付けが容易となる。

【0100】

また、上述の例では、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂは、加工用工具４２による切削加工でスリーブ１１５の既加工済みの内歯１１５ａに対し形成する場合を説明した。しかし、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂは、ローリング加工でスリーブ１１５の既加工済みの内歯１１５ａに対し仕上げ代を残して荒加工した後、加工用工具４２で仕上げ代を切削加工して仕上げ加工することで形成するようにしてもよい。よって、加工用工具４２は、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂを高精度に切削加工できる。

【0101】

また、上述の例では、スリーブ１１５の内歯１１５ａをブローチ加工やギヤシェーパ加工等により形成する場合を説明したが、内歯１１５ａの形成が可能な加工用工具及び加工用工具４２による切削加工でスリーブ１１５の内歯１１５ａ及びギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂを全て形成するようにしてもよい。また、内歯に対し加工する場合を説明したが、外歯に対しても同様に加工可能である。また、加工物としてシンクロメッシュ機構１１０のスリーブ１１５としたが、円筒形状、円盤形状の加工物でよく、内周（内歯）、外周（外歯）のいずれか一方又は両方に複数の歯面（異なる複数の歯すじ、歯形（歯先、歯元））を同様に加工可能である。また、クラウニング、レリービングなどの連続変化する歯すじ、歯形（歯先、歯元）も同様に加工可能である。

【0102】

また、上述の例では、５軸マシニングセンタである歯車加工装置１は、スリーブ１１５をＡ軸旋回可能とするものとした。これに対して、５軸マシニングセンタは、縦形マシニングセンタとして、加工用工具４２をＡ軸旋回可能とする構成としてもよい。また、本発明をマシニングセンタに適用する場合を説明したが、歯車加工の専用機に対しても同様に適用可能である。

【0103】

（実施形態の効果）
本実施形態の歯車加工装置１は、加工物（スリーブ１１５）の回転軸線Ｌｗに対し傾斜した回転軸線Ｌを有する加工用工具４２を用い、加工用工具４２を加工物１１５と同期回転させながら加工物１１５の回転軸線Ｌ方向に相対的に移動操作して歯車を加工する歯車加工装置１であって、歯車の歯１１５ａの左側面１１５Ａ、右側面１１５Ｂ（側面）は、左歯面１１５ｂ、右歯面１１５ｃ（主となる歯面）に対しねじれ角が異なる複数の他方側左テーパ歯面１２１ｆ，一方側左テーパ歯面１２２ｂ、他方側右テーパ歯面１２２ｆ，一方側右テーパ歯面１２１ｂ（従となる歯面）を、左側面１１５Ａ、右側面１１５Ｂ（側面）における加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の一方側及び他方側にそれぞれ有し、加工用工具４２は、すくい面４２ｃｆが加工用工具４２の回転軸線Ｌ方向の一方側を向く第一工具刃４２ａｆと、すくい面４２ｃｂが加工用工具４２の回転軸線Ｌ方向の他方側を向く第二工具刃４２ａｂとを有する。

【0104】

そして、第一工具刃４２ａｆは、加工用工具４２を加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の他方側に相対的に移動操作させて、加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の他方側に設けられる他方側左テーパ歯面１２１ｆ、他方側右テーパ歯面１２２ｆ（従となる歯面）を加工する場合に用いられ、第二工具刃４２ａｂは、加工用工具４２を加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の一方側に相対的に移動操作させて、加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の一方側に設けられる一方側左テーパ歯面１２２ｂ、一方側右テーパ歯面１２１ｂ（従となる歯面）を加工する場合に用いられる。

【0105】

これにより、歯車加工装置１は、１つの加工用工具４２で加工物１１５の両端面側にそれぞれねじれ角が異なる他方側左テーパ歯面１２１ｆ，他方側右テーパ歯面１２２ｆ、一方側右テーパ歯面１２１ｂ，一方側左テーパ歯面１２２ｂ（複数の歯面）を形成できるので、従来必要であった２つの加工用工具の工具交換や位置合わせを行う必要はなく、加工効率を向上でき、加工精度を高めることができる。

【0106】

また、歯車の歯１１５ａの左側面１１５Ａ、右側面１１５Ｂ（側面）は、主となる左歯面１１５ｂ（第一歯面）、左歯面１１５ｂ（第一歯面）における加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の他方側に設けられる従となる他方側左テーパ歯面１２１ｆ（第二歯面）、及び左歯面１１５ｂ（第一歯面）における加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の一方側に設けられる従となる一方側左テーパ歯面１２２ｂ（第三歯面）を有し、第一工具刃４２ａｆの刃すじ４２ｂｆは、予め加工された左歯面１１５ｂ（第一歯面）に対し他方側左テーパ歯面１２１ｆ（第二歯面）を加工可能なように、他方側左テーパ歯面１２１ｆ（第二歯面）のねじれ角θｆ及び加工物１１５の回転軸線Ｌｗと加工用工具４２の回転軸線Ｌとの交差角φｆに基づいて設定されたねじれ角βを有し、第二工具刃４２ａｂの刃すじ４２ｂｂは、予め加工された左歯面１１５ｂ（第一歯面）に対し一方側左テーパ歯面１２２ｂ（第三歯面）を加工可能なように、一方側左テーパ歯面１２２ｂ（第三歯面）のねじれ角θｂ及び加工物１１５の回転軸線Ｌｗと加工用工具４２の回転軸線Ｌとの交差角φｂに基づいて設定されたねじれ角βを有する。

【0107】

これにより、第一工具刃４２ａｆは、他方側左テーパ歯面１２１ｆ（第二歯面）の加工の際に、加工対象の左歯面１１５ｂ（第一歯面）に隣接する歯１１５ａと干渉しない形状に設計でき、第二工具刃４２ａｂは、一方側左テーパ歯面１２２ｂ（第三歯面）の加工の際に、加工対象の左歯面１１５ｂ（第一歯面）に隣接する歯１１５ａと干渉しない形状に設計できる。

【0108】

また、歯車の歯１１５ａの左側面１１５Ａ（一方側の側面）は、主となる左歯面１１５ｂ（第一歯面）、左歯面１１５ｂ（第一歯面）における加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の一方側に設けられる従となる他方側左テーパ歯面１２１ｆ（第二歯面）、及び左歯面１１５ｂ（第一歯面）における加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の他方側に設けられる従となる一方側左テーパ歯面１２２ｂ（第三歯面）を有し、歯車の歯の右側面１１５Ｂ（他方側の側面）は、主となる右歯面１１５ｃ（第四歯面）、右歯面１１５ｃ（第四歯面）における加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の一方側に設けられる従となる一方側右テーパ歯面１２１ｂ（第五歯面）、及び右歯面１１５ｃ（第四歯面）における加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の他方側に設けられる従となる他方側右テーパ歯面１２２ｆ（第六歯面）を有する。

【0109】

そして、第一工具刃４２ａｆの一方側の刃すじ４２ｂｆは、予め加工された左歯面１１５ｂ（第一歯面）に対し他方側左テーパ歯面１２１ｆ（第二歯面）を加工可能なように、他方側左テーパ歯面１２１ｆ（第二歯面）のねじれ角θｆ及び加工物１１５の回転軸線Ｌｗと加工用工具４２の回転軸線Ｌとの第二歯面１２１ｆ用の交差角φｆに基づいて設定されたねじれ角βを有し、第一工具刃４２ａｆの他方側の刃すじ４２ｂｆは、第一工具刃４２ａｆの一方側の刃すじ４２ｂｆのねじれ角βと同一角度のねじれ角βを有し、第二工具刃４２ａｂの一方側の刃すじ４２ｂｂは、予め加工された左歯面１１５ｂ（第一歯面）に対し一方側左テーパ歯面１２２ｂ（第三歯面）を加工可能なように、一方側左テーパ歯面１２２ｂ（第三歯面）のねじれ角θｂ及び加工物１１５の回転軸線Ｌｗと加工用工具４２の回転軸線Ｌとの一方側左テーパ歯面１２２ｂ（第三歯面）用の交差角φｂに基づいて設定されたねじれ角βを有し、第二工具刃４２ａｂの他方側の刃すじ４２ｂｂは、第二工具刃４２ａｂの一方側の刃すじ４２ｂｂのねじれ角βと同一角度のねじれ角βを有する。

【0110】

そして、加工用工具４２は、予め加工された左歯面１１５ｂ（第一歯面）に対し第一工具刃４２ａｆで他方側左テーパ歯面１２１ｆ（第二歯面）を加工する際、他方側左テーパ歯面１２１ｆ（第二歯面）用の交差角φｆに設定され、予め加工された右歯面１１５ｃ（第四歯面）に対し第一工具刃４２ａｆで他方側右テーパ歯面１２２ｆ（第六歯面）を加工する際、他方側右テーパ歯面１２２ｆ（第六歯面）のねじれ角θｂ及び第一工具刃４２ａｆの他方側の刃すじ４２ｂｆのねじれ角βとに基づいて求まる他方側右テーパ歯面１２２ｆ（第六歯面）用の交差角φｂに設定され、加工用工具４２は、予め加工された左歯面１１５ｂ（第一歯面）に対し第二工具刃４２ａｂで一方側左テーパ歯面１２２ｂ（第三歯面）を加工する際、一方側左テーパ歯面１２２ｂ（第三歯面）用の交差角φｂに設定され、予め加工された右歯面１１５ｃ（第四歯面）に対し第二工具刃４２ａｂで一方側右テーパ歯面１２１ｂ（第五歯面）を加工する際、一方側右テーパ歯面１２１ｂ（第五歯面）のねじれ角θｆ及び第二工具刃４２ａｂの他方側の刃すじ４２ｂｂのねじれ角βとに基づいて求まる一方側右テーパ歯面１２１ｂ（第五歯面）用の交差角φｆに設定される。

【0111】

これにより、第一工具刃４２ａｆは、他方側左テーパ歯面１２１ｆ（第二歯面）の加工の際に、加工対象の左歯面１１５ｂ（第一歯面）に隣接する歯１１５ａと干渉しない形状に設計できるとともに、他方側右テーパ歯面１２２ｆ（第六歯面）の加工の際に、加工対象の右歯面１１５ｃ（第四歯面）に隣接する歯１１５ａと干渉しない形状に設計できる。第二工具刃４２ａｂは、一方側左テーパ歯面１２２ｂ（第三歯面）の加工の際に、加工対象の左歯面１１５ｂ（第一歯面）に隣接する歯１１５ａと干渉しない形状に設計できるとともに、一方側右テーパ歯面１２１ｂ（第五歯面）の加工の際に、加工対象の右歯面１１５ｃ（第四歯面）に隣接する歯１１５ａと干渉しない形状に設計できる。

【0112】

また、歯車は、シンクロメッシュ機構１１０のスリーブ１１５であり、従となる歯面は、スリーブ１１５の内周歯に設けられるギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂの他方側左テーパ歯面１２１ｆ，一方側左テーパ歯面１２２ｂ、他方側右テーパ歯面１２２ｆ，一方側右テーパ歯面１２１ｂ（歯面）である。これにより、ギヤ抜け防止部１２０Ｆ，１２０Ｂを構成する他方側左テーパ歯面１２１ｆ，一方側左テーパ歯面１２２ｂ、他方側右テーパ歯面１２２ｆ，一方側右テーパ歯面１２１ｂ（歯面）は、切削加工により加工精度が高くなるので、ギヤ抜けを確実に防止できる。

【0113】

また、第一工具刃４２ａｆの刃すじ４２ｂｆと第二工具刃４２ａｂの刃すじ４２ｂｂは、同一角度のねじれ角βを有するので、工具コストを低減できる。また、加工用工具４２の交差角を変更するのみで、ねじれ角が異なる歯面を形成できる。

【0114】

また、加工物１１５の回転軸線Ｌｗに対し傾斜した回転軸線Ｌを有する加工用工具４２で歯車を切削加工する歯車加工方法であって、歯車の歯の左側面１１５Ａ、右側面１１５Ｂ（側面）は、左歯面１１５ｂ、右歯面１１５ｃ（主となる歯面）に対しねじれ角が異なる複数の他方側左テーパ歯面１２１ｆ，一方側左テーパ歯面１２２ｂ、他方側右テーパ歯面１２２ｆ，一方側右テーパ歯面１２１ｂ（従となる歯面）を、左側面１１５Ａ、右側面１１５Ｂ（側面）における歯車の回転軸線Ｌｗ方向の一方側及び他方側にそれぞれ有し、加工用工具４２は、すくい面４２ｃｆが加工用工具４２の回転軸線Ｌ方向の一方側を向く第一工具刃４２ａｆと、すくい面４２ｃｂが加工用工具４２の回転軸線Ｌ方向の他方側を向く第二工具刃４２ａｂとを有する。

【0115】

そして、歯車加工方法は、加工用工具４２を加工物１１５と同期回転させながら加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の他方側にて当該回転軸線Ｌｗ方向に相対的に移動操作して、加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の他方側に設けられる他方側左テーパ歯面１２１ｆ、他方側右テーパ歯面１２２ｆ（従となる歯面）を第一工具刃４２ａｆで加工する第一工程と、加工用工具４２を加工物１１５と同期回転させながら加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の一方側にて当該回転軸線Ｌｗ方向に相対的に移動操作して、加工物１１５の回転軸線Ｌｗ方向の一方側に設けられる一方側左テーパ歯面１２２ｂ、一方側右テーパ歯面１２１ｂ（従となる歯面）を第二工具刃４２ａｂで加工する第二工程と、を備える。これにより、上述の歯車加工装置１と同様の効果が得られる。

【符号の説明】

【0116】

１：歯車加工装置、 ４２：加工用工具、 ４２Ｆ：第一工具、 ４２Ｂ：第二工具、 ４２ａｆ：第一工具刃、 ４２ａｂ：第二工具刃、 ４２ｂｆ，４２ｂｂ：刃すじ、 １００：制御装置、 １０１：加工制御部、 １０２：工具設計部、 １０３：工具状態演算部、 １０４：記憶部、 １１５：スリーブ（加工物）、 １１５ａ：歯、 １１５Ａ：左側面、 １１５Ｂ：右側面、 １１５ｂ：左歯面（主となる歯面、第一歯面）、 １１５ｃ：右歯面（主となる歯面、第四歯面）、 １２１ｆ：他方側左テーパ歯面（従となる歯面、第二歯面）、 １２２ｆ：他方側右テーパ歯面（従となる歯面、第六歯面）、 １２１ｂ：一方側右テーパ歯面（従となる歯面、第五歯面）、 １２２ｂ：一方側左テーパ歯面（従となる歯面、第三歯面）、 β：刃すじのねじれ角、 θｆ，θｂ：歯面のねじれ角、 φｆ，φｂ：交差角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図12D】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図15A】

【図15B】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図17】

【図18A】

【図18B】

【図18C】

【図19】

【図20】