特許 7187912 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】2022-12-05

(45)【発行日】2022-12-13

(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 20060101AFI20221206BHJP

   B23F 21/10 20060101ALI20221206BHJP

【ＦＩ】

B23F5/16

B23F21/10

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2018173214

(22)【出願日】2018-09-18

(65)【公開番号】P2020044593

(43)【公開日】2020-03-26

【審査請求日】2021-08-17

(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】弁理士法人あいち国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】110000604

【氏名又は名称】弁理士法人 共立特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高須 俊太朗

(72)【発明者】

【氏名】中野 浩之

(72)【発明者】

【氏名】大谷 尚

【審査官】小川 真

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－２０８５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６９４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７１０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１１３２８９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｆ ５／１６、５／２０

Ｂ２３Ｆ ２１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作物の軸線の平行線に対して歯切り工具の軸線を傾斜させた状態で、歯切り工具と工作物とを同期回転させつつ、前記工作物の軸線方向に沿って前記歯切り工具を前記工作物に対して相対的に送ることにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する歯車加工装置であって、
前記歯車が有する複数の歯の各々の側面は、
第一歯面と、
前記第一歯面に連続して形成され、前記第一歯面とはねじれ角が異なる第二歯面と、
を備え、
前記歯車加工装置は、前記工作物及び前記歯切り工具の回転を制御すると共に、前記工作物に対する前記歯切り工具の相対的な送り動作を制御する加工制御部を備え、
前記各々の側面に対して前記歯切り工具が切削する位置を切削点とし、切削加工を開始した時点での前記切削点を始点とし、前記始点から前記歯切り工具を所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を移動点と定義し、
所定の基準同期回転状態で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記始点から前記所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を基準移動点と定義し、
前記始点から前記歯切り工具を前記所定の送り量だけ送る際に、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらすときに設定する前記工作物の周方向一方側への位相ずれ角度を補正角と定義すると、
前記加工制御部は、一回の前記送り動作の中で前記第一歯面及び前記第二歯面を連続して切削加工すると共に、前記第一歯面の切削加工時の送り動作範囲における前記補正角を第１補正角とし前記第二歯面の切削加工時の送り動作範囲における前記補正角を第２補正角としたとき、前記第１補正角と前記第２補正角が互いに異なるように設定する、歯車加工装置。

【請求項2】

前記加工制御部は、
前記第１補正角及び前記第２補正角を０度以外の値とし、前記第一歯面の切削加工を終了してから前記第二歯面の切削加工を開始するまでの間、前記補正角を０度に設定する、請求項１に記載の歯車加工装置。

【請求項3】

工作物の軸線の平行線に対して歯切り工具の軸線を傾斜させた状態で、歯切り工具と工作物とを同期回転させつつ、前記工作物の軸線方向に沿って前記歯切り工具を前記工作物に対して相対的に送ることにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する歯車加工装置であって、
前記歯車が有する複数の歯の各々の側面は、
第一歯面と、
前記第一歯面に連続して形成され、前記第一歯面とはねじれ角が異なる第二歯面と、
を備え、
前記歯車加工装置は、前記工作物及び前記歯切り工具の回転を制御すると共に、前記工作物に対する前記歯切り工具の相対的な送り動作を制御する加工制御部を備え、
前記各々の側面に対して前記歯切り工具が切削する位置を切削点とし、切削加工を開始した時点での前記切削点を始点とし、前記始点から前記歯切り工具を所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を移動点と定義し、
所定の基準同期回転状態で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記始点から前記所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を基準移動点と定義し、
前記始点から前記歯切り工具を前記所定の送り量だけ送る際に、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらすときに設定する前記工作物の周方向一方側への位相ずれ角度を補正角と定義すると、
前記加工制御部は、一回の前記送り動作の中で前記第一歯面及び前記第二歯面を連続して切削加工すると共に、前記第一歯面の切削加工時と前記第二歯面の切削加工時とで前記補正角を変更し、
前記加工制御部は、前記第一歯面の切削時及び前記第二歯面の切削時の何れか一方において前記補正角を正の角度に設定しつつ、前記第一歯面の切削時及び前記第二歯面の切削時の何れか他方において前記補正角を負の角度に設定する、歯車加工装置。

【請求項4】

前記加工制御部は、前記第一歯面の切削加工を終了してから前記第二歯面の切削加工を開始するまでの間、前記送り動作を一時停止する、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】

前記加工制御部は、前記第一歯面の切削加工を終了してから前記第二歯面の切削加工を開始するまでの間、前記送り動作を減速しながら行う、請求項１－３の何れか一項に記載の歯車加工装置。

【請求項6】

前記加工制御部は、前記第一歯面の切削加工を開始してから前記第二歯面の切削加工を終了するまでの間、前記送り動作を一定速度で行う、請求項１－３の何れか一項に記載の歯車加工装置。

【請求項7】

前記加工制御部は、前記第一歯面の切削加工時と前記第二歯面の切削加工時とで前記歯切り工具に対する前記工作物の回転速度比を変更する、請求項１－６の何れか一項に記載の歯車加工装置。

【請求項8】

前記加工制御部は、前記第一歯面の切削加工時と前記第二歯面の切削加工時とで、前記工作物及び前記歯切り工具の何れか一方の回転速度を一定としつつ、前記工作物及び前記歯切り工具の何れか他方の回転速度を変更する、請求項７に記載の歯車加工装置。

【請求項9】

工作物の軸線の平行線に対して歯切り工具の軸線を傾斜させた状態で、歯切り工具と工作物とを同期回転させつつ、前記工作物の軸線方向に沿って前記歯切り工具を前記工作物に対して相対的に送ることにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する歯車加工方法であって、
前記歯車が有する複数の歯の各々の側面は、
第一歯面と、
前記第一歯面に連続して形成され、前記第一歯面とはねじれ角が異なる第二歯面と、
を備え、
前記各々の側面に対して前記歯切り工具が切削する位置を切削点とし、切削加工を開始した時点での前記切削点を始点とし、前記始点から前記歯切り工具を所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を移動点と定義し、
所定の基準同期回転状態で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記始点から前記所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を基準移動点と定義し、
前記始点から前記歯切り工具を前記所定の送り量だけ送る際に、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらすときに設定する前記工作物の周方向一方側への位相ずれ角度を補正角と定義すると、
前記歯車加工方法は、一回の送り動作の中で前記第一歯面及び前記第二歯面を連続して切削加工すると共に、前記第一歯面の切削加工時の送り動作範囲における前記補正角を第１補正角とし前記第二歯面の切削加工時の送り動作範囲における前記補正角を第２補正角としたとき、前記第１補正角と前記第２補正角が互いに異なるように設定する、歯車加工方法。

【請求項10】

前記歯車加工方法は、
前記第１補正角及び前記第２補正角を０度以外の値とし、前記第一歯面の切削加工を終了してから前記第二歯面の切削加工を開始するまでの間、前記補正角を０度に設定する、請求項９に記載の歯車加工方法。

【請求項11】

工作物の軸線の平行線に対して歯切り工具の軸線を傾斜させた状態で、歯切り工具と工作物とを同期回転させつつ、前記工作物の軸線方向に沿って前記歯切り工具を前記工作物に対して相対的に送ることにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する歯車加工方法であって、
前記歯車が有する複数の歯の各々の側面は、
第一歯面と、
前記第一歯面に連続して形成され、前記第一歯面とはねじれ角が異なる第二歯面と、
を備え、
前記各々の側面に対して前記歯切り工具が切削する位置を切削点とし、切削加工を開始した時点での前記切削点を始点とし、前記始点から前記歯切り工具を所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を移動点と定義し、
所定の基準同期回転状態で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記始点から前記所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を基準移動点と定義し、
前記始点から前記歯切り工具を前記所定の送り量だけ送る際に、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらすときに設定する前記工作物の周方向一方側への位相ずれ角度を補正角と定義すると、
前記歯車加工方法は、一回の送り動作の中で前記第一歯面及び前記第二歯面を連続して切削加工し、前記第一歯面の切削加工時と前記第二歯面の切削加工時とで前記補正角を変更し、
前記歯車加工方法は、前記第一歯面の切削時及び前記第二歯面の切削時の何れか一方において前記補正角を正の角度に設定しつつ、前記第一歯面の切削時及び前記第二歯面の切削時の何れか他方において前記補正角を負の角度に設定する、歯車加工方法。

【請求項12】

前記歯車加工方法は、
前記補正角を第一角度に設定した状態で、前記第一歯面を切削する第一切削工程と、
前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記補正角を前記第一角度から第二角度へ変更する補正角変更工程と、
前記補正角を前記第二角度に設定した状態で、前記第二歯面を切削する第二切削工程と、
を備える、請求項９－１１の何れか一項に記載の歯車加工方法。

【請求項13】

前記補正角変更工程は、前記送り動作を停止した状態で行う、請求項１２に記載の歯車加工方法。

【請求項14】

前記補正角変更工程は、前記送り動作を減速させながら行う、請求項１２に記載の歯車加工方法。

【請求項15】

前記補正角変更工程は、前記送り動作を前記第一切削工程及び前記第二切削工程と同じ速度に設定した状態で行う、請求項１２に記載の歯車加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、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９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９の左方に動作する場合を説明するが、図９の右方に動作する場合も同様である。図１０Ａに示すように、スリーブ１１５及びキー１１４は、図略のシフトレバーの操作により、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】

図１０Ｂ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。

【0008】

図１０Ｃ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。以上のようなシンクロメッシュ機構１１０では、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とのギヤ抜けを防止するギヤ抜け防止部１２０が設けられている。

【0009】

具体的には、図１１及び図１２に示すように、スリーブ１１５の内歯１１５ａには、テーパ状のギヤ抜け防止部１２０が設けられる。一方、破線で示す各クラッチギヤ１１７の外歯１１７ａには、ギヤ抜け防止部１２０にテーパ嵌合するテーパ状のギヤ抜け防止部１１７ｃが設けられる。

【0010】

なお、図１２では、クラッチギヤ１１７の外歯１１７ａは、ギヤ抜け防止部１２０側のみを示す。また、図１２に示すギヤ抜け防止部１２０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、図１２に示すスリーブ１１５の内歯１１５ａの左側の側面を「左側面１１５Ａ」と称し、スリーブ１１５の内歯１１５ａの右側の側面を「右側面１１５Ｂ」と称す。

【0011】

左側面１１５Ａは、左歯面１１５ｂと、左歯面１１５ｂよりもスリーブ１１５の回転軸線一方側Ｄｆに設けられる左テーパ歯面１２１と、左歯面１１５ｂと左テーパ歯面１２１との間に設けられる左サブ歯面１２１ａとを備える。左テーパ歯面１２１は、左歯面１１５ｂとはねじれ角が異なる歯面である。左サブ歯面１２１ａは、左歯面１１５ｂ及び左テーパ歯面１２１に連続する歯面であり、左サブ歯面１２１ａのねじれ角は、左歯面１１５ｂ及び左テーパ歯面１２１とは異なる。

【0012】

同様に、右側面１１５Ｂは、右歯面１１５ｃと、右歯面１１５ｃよりもスリーブ１１５の回転軸線一方側Ｄｆに設けられる右テーパ歯面１２２と、右歯面１１５ｃと右テーパ歯面１２２との間に設けられる右サブ歯面１２２ａとを備える。右テーパ歯面１２２は、右歯面１１５ｃとはねじれ角が異なる歯面である。右サブ歯面１２２ａは、右歯面１１５ｃ及び右テーパ歯面１２２に連続する歯面であり、右サブ歯面１２２ａのねじれ角は、右歯面１１５ｃ及び右テーパ歯面１２２とは異なる。

【0013】

そして、左テーパ歯面１２１、左サブ歯面１２１ａ、右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａが、ギヤ抜け防止部１２０を構成する。なお、ギヤ抜け防止は、左テーパ歯面１２１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、複雑である。一方、スリーブ１１５は、大量生産が必要な部品である。そのため、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るのに対し、ギヤ抜け防止部１２０は、ローリング加工（特許文献１及び２参照）により形成される。しかし、ローリング加工は、塑性加工であり、加工精度が低くなる傾向にある。よって、加工精度を高めるには、切削加工が望ましい。この点に関し、特許文献３には、ギヤ抜け防止部１２０を切削加工により形成する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【文献】実開平６－６１３４０号公報

【文献】特開２００５－１５２９４０号公報

【文献】特開２０１８－７９５５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

特許文献３に記載の技術において、左サブ歯面１２１ａ（右サブ歯面１２２ａ）は、左テーパ歯面１２１（右テーパ歯面１２２）に対する切削動作を行った後、工具を左側面１１５Ａ（右側面１１５Ｂ）から離す際に自ずと形成される。その結果、切削加工でギヤ抜け防止部１２０を形成した場合に、ローリング加工でギヤ抜け防止部１２０を形成した場合と比べて、左サブ歯面１２１ａ及び右サブ歯面１２２ａのねじれ角が大きくなる。この点に関し、従来において、左サブ歯面１２１ａ及び右サブ歯面１２２ａは、左テーパ歯面１２１及び右テーパ歯面１２２と比べて、ねじれ角の寸法管理が重要視されていなかった。

【0017】

しかしながら、左サブ歯面１２１ａ（右サブ歯面１２２ａ）のねじれ角が大きすぎる場合に、シンクロメッシュ機構が円滑に動作せず、不良品となるおそれがあることが判明した。そこで、ギヤ抜け防止部１２０を切削加工で形成する場合に、左サブ歯面１２１ａ（右サブ歯面１２２ａ）についても寸法管理を行いたいとの要請がある。

【0018】

本発明は、歯車の歯の側面に対してねじれ角の異なる複数の歯面を切削加工で形成する場合において、複数の歯面を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】

【0019】

本発明の歯車加工装置は、工作物の軸線の平行線に対して歯切り工具の軸線を傾斜させた状態で、歯切り工具と工作物とを同期回転させつつ、前記工作物の軸線方向に沿って前記歯切り工具を前記工作物に対して相対的に送ることにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する歯車加工装置である。前記歯車が有する複数の歯の各々の側面は、第一歯面と、前記第一歯面に連続して形成され、前記第一歯面とはねじれ角が異なる第二歯面とを備える。前記歯車加工装置は、前記工作物及び前記歯切り工具の回転を制御すると共に、前記工作物に対する前記歯切り工具の相対的な送り動作を制御する加工制御部を備える。

【0020】

本発明の一態様の歯車加工装置では、前記各々の側面に対して前記歯切り工具が切削する位置を切削点とし、切削加工を開始した時点での前記切削点を始点とし、前記始点から前記歯切り工具を所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を移動点と定義し、所定の基準同期回転状態で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記始点から前記所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を基準移動点と定義し、前記始点から前記歯切り工具を前記所定の送り量だけ送る際に、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらすときに設定する前記工作物の周方向一方側への位相ずれ角度を補正角と定義すると、前記加工制御部は、一回の前記送り動作の中で前記第一歯面及び前記第二歯面を連続して切削加工すると共に、前記第一歯面の切削加工時の送り動作範囲における前記補正角を第１補正角とし前記第二歯面の切削加工時の送り動作範囲における前記補正角を第２補正角としたとき、前記第１補正角と前記第２補正角が互いに異なるように設定する。
本発明の別態様の歯車加工装置では、前記各々の側面に対して前記歯切り工具が切削する位置を切削点とし、切削加工を開始した時点での前記切削点を始点とし、前記始点から前記歯切り工具を所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を移動点と定義し、所定の基準同期回転状態で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記始点から前記所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を基準移動点と定義し、前記始点から前記歯切り工具を前記所定の送り量だけ送る際に、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらすときに設定する前記工作物の周方向一方側への位相ずれ角度を補正角と定義すると、前記加工制御部は、一回の前記送り動作の中で前記第一歯面及び前記第二歯面を連続して切削加工すると共に、前記第一歯面の切削加工時と前記第二歯面の切削加工時とで前記補正角を変更し、前記加工制御部は、前記第一歯面の切削時及び前記第二歯面の切削時の何れか一方において前記補正角を正の角度に設定しつつ、前記第一歯面の切削時及び前記第二歯面の切削時の何れか他方において前記補正角を負の角度に設定する。

【0021】

また、本発明の歯車加工方法は、工作物の軸線の平行線に対して歯切り工具の軸線を傾斜させた状態で、歯切り工具と工作物とを同期回転させつつ、前記工作物の軸線方向に沿って前記歯切り工具を前記工作物に対して相対的に送ることにより、前記工作物を切削加工し、歯車を創成する歯車加工方法である。前記歯車が有する複数の歯の各々の側面は、第一歯面と、前記第一歯面に連続して形成され、前記第一歯面とはねじれ角が異なる第二歯面とを備える。

【0022】

本発明の一態様の歯車加工方法では、前記各々の側面に対して前記歯切り工具が切削する位置を切削点とし、切削加工を開始した時点での前記切削点を始点とし、前記始点から前記歯切り工具を所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を移動点と定義し、所定の基準同期回転状態で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記始点から前記所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を基準移動点と定義し、前記始点から前記歯切り工具を前記所定の送り量だけ送る際に、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらすときに設定する前記工作物の周方向一方側への位相ずれ角度を補正角と定義すると、前記歯車加工方法は、一回の送り動作の中で前記第一歯面及び前記第二歯面を連続して切削加工すると共に、前記第一歯面の切削加工時の送り動作範囲における前記補正角を第１補正角とし前記第二歯面の切削加工時の送り動作範囲における前記補正角を第２補正角としたとき、前記第１補正角と前記第２補正角が互いに異なるように設定する。
本発明の別態様の歯車加工方法では、前記各々の側面に対して前記歯切り工具が切削する位置を切削点とし、切削加工を開始した時点での前記切削点を始点とし、前記始点から前記歯切り工具を所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を移動点と定義し、所定の基準同期回転状態で前記工作物及び前記歯切り工具を回転させながら、前記始点から前記所定の送り量だけ送った時点での前記切削点を基準移動点と定義し、前記始点から前記歯切り工具を前記所定の送り量だけ送る際に、前記基準移動点に対して前記移動点の位相をずらすときに設定する前記工作物の周方向一方側への位相ずれ角度を補正角と定義すると、前記歯車加工方法は、一回の送り動作の中で前記第一歯面及び前記第二歯面を連続して切削加工し、前記第一歯面の切削加工時と前記第二歯面の切削加工時とで前記補正角を変更し、前記歯車加工方法は、前記第一歯面の切削時及び前記第二歯面の切削時の何れか一方において前記補正角を正の角度に設定しつつ、前記第一歯面の切削時及び前記第二歯面の切削時の何れか他方において前記補正角を負の角度に設定する。

【0023】

本発明の歯車加工装置及び歯車加工方法によれば、一回の送り動作の中で第一歯面及び第二歯面を連続して切削加工する。そして、第一歯面の切削加工時と第二歯面の切削加工時とで補正角を変更する。これにより、歯車加工装置は、第一歯面及び第二歯面の双方について寸法管理を行うことができるので、第一歯面及び第二歯面を高精度に加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係る歯車加工装置の斜視図である。

【図2】歯切り工具の概略構成を径方向から見た図であり、一部を断面で示す。

【図3】加工制御部のブロック図である。

【図4A】斜め上方から見たスプライン歯を部分的に示した図である。

【図4B】軸線方向から工作物を部分的に示した図である。

【図5】右テーパ歯面及び右サブ歯面を切削加工する際の工作物の回転速度設定値と送り速度設定値との関係を示すグラフである。

【図6】スプライン歯を径方向から見た状態を模式的に表した図である。

【図7A】工作物に対する歯切り工具の相対位置を模式的に表した図であり、右テーパ歯面の切削加工を開始する前の状態を示す。

【図7B】工作物に対する歯切り工具の相対位置を模式的に表した図であり、右テーパ歯面の切削加工が終了した時点の状態を示す。

【図7C】工作物に対する歯切り工具の相対位置を模式的に表した図であり、右サブ歯面の切削加工が終了した時点の状態を示す。

【図8】加工制御部により実行される特殊歯形加工処理を示すフローチャートである。

【図9】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10A】図９に示す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10B】図９に示す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10C】図９に示す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11】スリーブのギヤ抜け防止部を示す斜視図である。

【図12】図１１に示すスリーブのギヤ抜け防止部を径方向から状態を模式的に表した図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

（１．歯車加工装置１の概略構成）
以下、本発明に係る歯車加工装置及び歯車加工方法を適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態における歯車加工装置１の概略構成を説明する。

【0026】

図１に示すように、歯車加工装置１は、相互に直交する３つの直進軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）と２つの回転軸（Ａ軸及びＣ軸）を駆動軸として有するマシニングセンタである。歯車加工装置１は、ベッド１０と、工具保持装置２０と、工作物保持装置３０と、加工制御部１００とを主に備える。

【0027】

ベッド１０は、床上に配置される。ベッド１０の上面には、Ｘ軸方向へ延びる一対のＸ軸ガイドレール１１と、Ｚ軸方向へ延びる一対のＺ軸ガイドレール１２とが設けられる。工具保持装置２０は、コラム２１と、Ｘ軸駆動装置２２（図３参照）と、サドル２３と、Ｙ軸駆動装置２４（図３参照）と、工具主軸２５と、工具主軸モータ２６（図３参照）とを備える。なお、図１では、Ｘ軸駆動装置２２、Ｙ軸駆動装置２４、及び、工具主軸モータ２６の図示が省略されている。

【0028】

コラム２１は、一対のＸ軸ガイドレール１１に案内されながらＸ軸方向へ移動可能に設けられる。Ｘ軸駆動装置２２は、ベッド１０に対し、コラム２１をＸ軸方向へ送るねじ送り装置である。また、コラム２１の側面には、Ｙ軸方向に沿って延びる一対のＹ軸ガイドレール２７が設けられ、サドル２３は、コラム２１に対し、一対のＹ軸ガイドレール２７に案内されながらＹ軸方向へ移動可能に設けられる。Ｙ軸駆動装置２４は、サドル２３をＹ軸方向へ送るねじ送り装置である。

【0029】

工具主軸２５は、サドル２３に対し、Ｚ軸方向に平行な軸線まわりに回転可能に支持される。工具主軸２５の先端には、工作物Ｗの加工に用いる歯切り工具４０が着脱可能に装着される。歯切り工具４０は、コラム２１の移動に伴ってＸ軸方向へ移動し、サドル２３の移動に伴ってＹ軸方向へ移動する。工具主軸モータ２６は、工具主軸２５を回転させるための駆動力を付与するモータであり、サドル２３の内部に収容される。

【0030】

工作物保持装置３０は、送り台３１と、Ｚ軸駆動装置３２（図３参照）と、チルト装置３３と、工作物回転装置３４とを備える。なお、図１では、Ｚ軸駆動装置３２の図示が省略されている。送り台３１は、ベッド１０に対し、一対のＺ軸ガイドレール１２に案内されながらＺ軸方向へ移動可能に設けられる。Ｚ軸駆動装置３２は、送り台３１をＺ軸方向へ送るねじ送り装置である。

【0031】

チルト装置３３は、一対のテーブル支持部３５と、チルトテーブル３６と、Ａ軸モータ３７（図３参照）とを備える。一対のテーブル支持部３５は、送り台３１の上面に設置され、チルトテーブル３６は、一対のテーブル支持部３５に対し、Ｘ軸に平行なＡ軸まわりに揺動可能に支持される。Ａ軸モータ３７は、チルトテーブル３６をＡ軸まわりに揺動させるための駆動力を付与するモータであり、テーブル支持部３５の内部に収容される。

【0032】

工作物回転装置３４は、回転テーブル３８と、Ｃ軸モータ３９（図３参照）とを備える。回転テーブル３８は、チルトテーブル３６の底面に対し、Ａ軸に直交するＣ軸まわりに回転可能に設置される。そして、回転テーブル３８には、工作物Ｗを固定する保持部３８ａが設けられる。Ｃ軸モータ３９は、回転テーブル３８を回転させるための駆動力を付与するモータであり、チルトテーブル３６の下面に設けられる。

【0033】

歯車加工装置１は、歯車加工を行う際に、チルトテーブル３６を揺動させることにより、工作物Ｗの軸線Ｌｗの平行線に対して歯切り工具４０の軸線Ｌを傾斜させる。その状態で、歯車加工装置１は、歯切り工具４０と工作物Ｗとを同期回転させつつ、工作物Ｗの軸線Ｌｗ方向への歯切り工具４０の相対的な送り動作を行うことにより、工作物Ｗに切削加工し、歯車を創成する。

【0034】

（２．歯切り工具４０の概略構成について）
次に、図２を参照して、歯切り工具４０の概略構成について説明する。図２に示すように、歯切り工具４０は、ねじれ角を有する複数の工具刃４１を備える。複数の工具刃４１は、歯切り工具４０の軸線Ｌ方向から見た形状がインボリュート曲線形状に形成される。各々の工具刃４１には、歯切り工具４０の先端側（図２下側）を向く端面４２に、歯切り工具４０の軸線Ｌ方向に直交する平面に対して角度γだけ傾斜したすくい角を有するすくい面４３が設けられる。また、各々の工具刃４１は、歯切り工具４０の軸線Ｌと平行な直線に対し、角度δだけ傾斜した前逃げ角が設けられる。

【0035】

（３．加工制御部１００）
次に、図３を参照して、加工制御部１００について説明する。加工制御部１００は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転を制御すると共に、工作物Ｗに対する歯切り工具４０の相対的な送り動作を行う。図３に示すように、加工制御部１００は、工具回転制御部１０１と、工作物回転制御部１０２と、チルト制御部１０３と、位置制御部１０４と、加工プログラム記憶部１０５と、演算部１０６とを備える。

【0036】

工具回転制御部１０１は、工具主軸モータ２６の駆動制御を行い、工具主軸２５に装着された歯切り工具４０を回転させる。工作物回転制御部１０２は、Ｃ軸モータ３９の駆動制御を行い、回転テーブル３８に固定された工作物Ｗを軸線Ｌｗ周り（Ｃ軸周り）に回転させる。チルト制御部１０３は、Ａ軸モータ３７の駆動制御を行い、チルトテーブル３６を揺動させる。これにより、回転テーブル３８に固定された工作物Ｗは、Ａ軸まわりに揺動し、歯切り工具４０の軸線Ｌが工作物Ｗの軸線Ｌｗの平行線に対して傾斜する。

【0037】

位置制御部１０４は、Ｘ軸駆動装置２２の駆動制御を行い、コラム２１をＸ軸方向へ移動させると共に、Ｙ軸駆動装置２４の駆動制御を行い、サドル２３をＹ軸方向へ移動させる。これにより、工具保持装置２０に保持された歯切り工具４０は、工作物保持装置３０に保持された工作物Ｗに対し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向へ相対移動する。また、位置制御部１０４は、Ｚ軸駆動装置３２の駆動制御を行い、送り台３１をＺ軸方向へ移動させる。これにより、工作物保持装置３０に保持された工作物Ｗは、工具保持装置２０に保持された歯切り工具４０に対してＺ軸方向へ相対移動し、工作物Ｗに対する歯切り工具４０の相対的な送り動作が行われる。

【0038】

加工プログラム記憶部１０５は、切削加工に用いる加工プログラムを記憶する。演算部１０６は、加工プログラム記憶部１０５に記憶された加工プログラムに基づき、工作物Ｗに対して歯切り工具４０が切削加工を行う加工軌跡を特定する。

【0039】

演算部１０６は、特定した加工軌跡に基づき、交差角α、補正角β、及び、工作物Ｗに対する歯切り工具４０の相対的な送り量Ｆを導出する。なお、交差角αは、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対する歯切り工具４０の軸線Ｌの傾斜角度であり、工作物Ｗに形成する歯面の形状や工具刃４１のねじれ角等に基づいて決定される。そして、チルト制御部１０３は、演算部１０６が演算した交差角αに基づき、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対する歯切り工具４０の軸線Ｌの傾斜角度が交差角αとなるようにチルトテーブル３６を揺動させる。

【0040】

（４．補正角β）
次に、補正角βについて説明する。本実施形態において、補正角βは、以下のように定義される。即ち、歯切り工具４０が工作物Ｗを切削する位置を「切削点Ｃ」とした場合、切削加工を開始する時点での切削点Ｃを「始点Ｓ」とし、始点Ｓから歯切り工具４０を所定の送り量Ｆだけ送った時点での切削点Ｃを「移動点Ｍ」と定義する。また、所定の基準同期回転状態で工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させながら、始点Ｓから所定の送り量Ｆだけ送った時点での切削点Ｃを「基準移動点ＭＲ」と定義する。そして、始点Ｓから歯切り工具４０を所定の送り量Ｆだけ送る際に、基準移動点ＭＲに対して移動点Ｍの位相をずらすときに設定する工作物Ｗの周方向一方側への位相ずれ角度を「補正角β」と定義する。

【0041】

ここで、「基準同期回転状態」とは、送り動作に伴って移動する切削点Ｃが、工作物Ｗに形成する歯車の歯のねじれ方向に沿って移動するように、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を同期回転させた状態のことである。即ち、工作物Ｗにはすば歯車を形成する場合、基準同期回転状態とは、工作物Ｗに形成する歯車のねじれ方向に沿って切削点Ｃが移動するように工作物Ｗ及び歯切り工具４０を同期回転させた状態のことである。一方、工作物Ｗに平歯車を形成する場合、基準同期回転状態とは、工作物Ｗの軸線Ｌｗ方向に沿って切削点Ｃが移動するように工作物Ｗ及び歯切り工具４０を同期回転させた状態のことである。

【0042】

つまり、加工制御部１００は、基準同期回転状態で工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させながら送り動作を行うことで、工作物Ｗに形成する歯車の歯すじ方向に沿って切削点Ｃを移動させることができる。これに対し、加工制御部１００は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を基準同期回転状態とは異なる回転速度比で回転させた状態で送り動作を行うことで、切削点Ｃを歯すじ方向とは異なる方向へ移動させることができる。

【0043】

また、本実施形態において、加工制御部１００は、歯切り工具４０の回転速度を一定としつつ、工作物Ｗの回転速度を変えることにより、工作物Ｗと歯切り工具４０との回転速度比（以下において単に「回転速度比」と称す）を変更する。この場合、加工制御部１００は、基準同期回転状態よりも工作物Ｗの回転速度を上げることで、移動点Ｍの位相を、基準移動点ＭＲの位相よりも工作物Ｗの周方向一方側へずらすことができる。その一方、加工制御部１００は、基準同期回転状態よりも工作物Ｗの回転速度を下げることで、移動点Ｍの位相を、基準移動点ＭＲの位相よりも工作物Ｗの周方向他方側へずらすことができる。

【0044】

このように、加工制御部１００は歯切り工具４０の回転速度を一定としつつ、工作物Ｗの回転速度を変えることで、回転速度比の変更を円滑に行うことができる。なお、本実施形態では、歯切り工具４０の回転速度を一定としつつ、工作物Ｗの回転速度を変えているが、工作物Ｗの回転速度を一定としつつ、歯切り工具４０の回転速度を変えてもよい。

【0045】

またこの場合、送り動作での送り量Ｆが大きくなるほど、基準移動点ＭＲに対する移動点Ｍの位相ずれ角度が大きくなる。従って、回転速度比は、補正角βと送り量Ｆとに基づいて決定する必要がある。このように、加工制御部１００は、加工プログラムに基づいて加工軌跡を特定した後、加工軌跡から補正角β及び送り量Ｆを導出し、補正角β及び送り量Ｆを用いて回転速度比を演算により求める。

【0046】

続いて、図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら補正角βについての具体例を説明する。ここでは、図１１及び図１２に示すギヤ抜け防止部１２０の右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを形成する場合について説明する。

【0047】

図４Ａ及び図４Ｂには、工作物Ｗの内周面にスプライン歯１１５ａ０を形成した後の状態が図示されている。このスプライン歯１１５ａ０には、左側面１１５Ａ及び右側面１１５Ｂの全域に亘って左歯面１１５ｂ及び右歯面１１５ｃが形成されている。そして、歯車加工装置１は、一点鎖線で示す加工軌跡に沿って切削点Ｃを移動させることにより、スプライン歯１１５ａ０の右歯面１１５ｃに右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを形成する。なお、図４Ａ及び図４Ｂでは、図面を見やすくするために工作物Ｗの端面にハッチングを付している。

【0048】

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、スプライン歯１１５ａ０の歯すじ方向は、工作物Ｗの軸線Ｌｗに平行である。加工軌跡は、右テーパ歯面１２２を形成するときに切削点Ｃが移動する第一軌跡Ｐ１と、右サブ歯面１２２ａを形成するときに切削点Ｃが移動する第二軌跡Ｐ２とを含み、第一軌跡Ｐ１及び第二軌跡Ｐ２は、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対して傾斜している。

【0049】

そこで、演算部１０６は、まず、第一軌跡Ｐ１を切削加工する際の回転速度比を演算により求める。具体的に、演算部１０６は、第一軌跡Ｐ１を特定した後、第一軌跡Ｐ１に基づいて始点Ｓ１及び移動点Ｍ１を導出する。そして、演算部１０６は、始点Ｓ１及び移動点Ｍ１に基づき、第一軌跡Ｐ１に沿って切削点Ｃを移動させる際の送り量Ｆ１を導出し、始点Ｓ１及び送り量Ｆ１に基づいて基準移動点ＭＲ１を導出する。その後、演算部１０６は、基準移動点ＭＲ１と移動点Ｍ１とに基づいて補正角β１を導出する。なお、移動点Ｍ１は、基準移動点ＭＲ１よりも工作物Ｗにおける周方向一方側（図４Ｂ左側）に位置するので、補正角β１は、正の値となる。その後、演算部１０６は、補正角β１及び送り量Ｆを用いて回転速度比を演算により求める。

【0050】

同様に、演算部１０６は、第二軌跡Ｐ２を形成する際の回転速度比を演算する。この場合、演算部１０６は、第二軌跡Ｐ２に基づいて第二軌跡Ｐ２の始点Ｓ２及び移動点Ｍ２を特定する。なお、第二軌跡Ｐ２において、始点Ｓ２は、第一軌跡Ｐ１の移動点Ｍ１と同位置である。そして、演算部１０６は、基準移動点ＭＲ２と移動点Ｍ２とに基づいて補正角β２を導出すると共に、始点Ｓ２と移動点Ｍ２と基づいて送り量Ｆ２を導出する。なお、移動点Ｍ２は、基準移動点ＭＲ２よりも工作物Ｗにおける周方向他方側（図４Ｂ右側）に位置するので、補正角β２は、負の値となる。その後、演算部１０６は、補正角β２及び送り量Ｆ２を用いて回転速度比を演算により求める。

【0051】

（５．歯車加工装置１の動作）
ここで、図５から図７Ｂを参照して、右歯面１１５ｃに右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを形成する際の歯車加工装置１の動作を説明する。なお、図５に示すグラフの横軸は、送り動作を開始してからの経過時間を示す。また、ｔ１は、右テーパ歯面１２２を切削加工する際の送り動作を終了した時間を示し、ｔ２は、右サブ歯面１２２ａを切削加工する際の送り動作を開始した時間を示す。

【0052】

また、図６には、スプライン歯１１５ａ０が形成された後の工作物Ｗを図示している。なお、図６には、一部のスプライン歯１１５ａ０のみを図示し、右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを形成する際の加工軌跡である第一軌跡Ｐ１及び第二軌跡と、左テーパ歯面１２１及び左サブ歯面１２１ａを形成する際の加工軌跡である第三軌跡Ｐ３及び第四軌跡Ｐ４とを一点鎖線で図示する。

【0053】

図５及び図７Ａに示すように、右テーパ歯面１２２を形成する際に、加工制御部１００は、演算部１０６が予め演算した回転速度比で工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させながら、工作物Ｗにおける回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの送り動作を行い、切削点Ｃを始点Ｓ１から移動点Ｍ１に移動させる。なお、補正角β１が正の値であるため、工作物回転制御部１０２は、工作物Ｗの回転速度Ｖｗ１を、基準同期回転状態での回転速度Ｖｗ０よりも高速にする。またこのとき、加工制御部１００は、送り速度を一定（Ｖｆ）にする。

【0054】

図５及び図７Ｂに示すように、加工制御部１００は、右テーパ歯面１２２の切削加工する際の送り動作を終了した時点（図５に示す時間ｔ１）で、送り動作を一旦停止し、工作物Ｗの回転速度をＶｗ０に設定する。つまり、歯車加工装置１は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を基準同期回転状態とする。そして、演算部１０６は、第二軌跡Ｐ２に沿って切削点Ｃを移動させるための回転速度比を演算により求める。

【0055】

図５及び図７Ｃに示すように、加工制御部１００は、回転速度比の演算が終了した時点（図５に示すｔ２）で、演算により求めた回転速度比に基づき、工作物Ｗの回転速度をＶｗ０からＶｗ２に変更する。そして、加工制御部１００は、回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの送り動作を再開し、切削点Ｃを移動点Ｍ２に移動させる。なお、補正角の値β２が負の値であるため、工作物回転制御部１０２は、工作物Ｗの回転速度Ｖｗ２を基準同期回転状態での回転速度Ｖｗ０よりも低速にする。またこのとき、加工制御部１００は、送り速度を一定（Ｖｆ）にする。

【0056】

そして、右サブ歯面１２２ａの切削加工が終了すると、加工制御部１００は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転を一旦停止し、歯切り工具４０の戻し動作を行う。つまり、加工制御部１００は、回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの歯切り工具４０を送り、左テーパ歯面１２１及び左サブ歯面１２１ａを形成する際の切削開始へ移動させる。そして、加工制御部１００は、工作物Ｗに形成されたスプライン歯１１５ａ０と歯切り工具４０の工具刃４１との位相合わせを行った後に、右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａの切削加工と同様の手順で、左テーパ歯面１２１及び左サブ歯面１２１ａを切削加工する。

【0057】

このように、加工制御部１００は、一回の送り動作の中で右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを連続して切削加工する。そして、加工制御部１００は、右テーパ歯面１２２の切削加工時と右サブ歯面１２２ａの切削加工時とで補正角βを変更する。これにより、歯車加工装置１は、右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａの双方について寸法管理を行うことができるので、右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを高精度に加工することができる。

【0058】

またこの場合において、加工制御部１００は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させた状態で、補正角βの変更を行う。よって、歯車加工装置１は、例えば、歯切り工具４０を工作物Ｗから離して工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転を一旦停止し、再度位相合わせを行うような場合と比べて、サイクルタイムの短縮を図ることができる。

【0059】

（６．特殊歯形加工処理）
次に、図８に示すフローチャートを参照して、加工制御部１００により実行される特殊歯形加工処理について説明する。特殊歯形加工処理は、工作物Ｗの内周面にスプライン歯１１５ａ０を形成した後、右側面１１５Ｂに右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを形成する際に実行される処理である。

【0060】

図８に示すように、特殊歯形加工処理において、加工制御部１００は、最初に、加工プログラム記憶部１０５に記憶された加工プログラムを読み込む（Ｓ１）。そして、加工制御部１００は、加工プログラムに基づいて第一軌跡Ｐ１及び第二軌跡Ｐ２を特定する。その後、加工制御部１００は、第一軌跡Ｐ１に基づいて交差角α、補正角β１及び送り量Ｆ１を導出すると共に、回転速度比を演算により求める（Ｓ２）。その後、加工制御部１００は、演算により求めた回転速度比で工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させながら、回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの送り動作を行い、右テーパ歯面１２２を切削加工する（Ｓ３：第一切削工程）。

【0061】

Ｓ４の処理は、右テーパ歯面１２２の切削加工が終了したか否かの判定を行う処理であり、加工制御部１００は、右テーパ歯面１２２の切削加工が終了していなければ（Ｓ４：Ｎｏ）、Ｓ４の処理を反復して実行する。そして、右テーパ歯面１２２の切削加工が終了した場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、加工制御部１００は、送り動作を停止し（Ｓ５）、補正角を０度に設定する（Ｓ６）。つまり、Ｓ５及びＳ６の処理は、歯車加工装置１は、回転軸線他方側Ｄｂから回転軸線一方側Ｄｆへの送り動作を停止した状態で、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を基準同期回転状態で回転させる処理である。そして、加工制御部１００は、第二軌跡Ｐ２に基づいて補正角β２及び送り量Ｆ２を導出すると共に、回転速度比を演算により求める（Ｓ７：補正角変更工程）。なおこのとき、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対する歯切り工具４０の軸線Ｌの傾斜角度は、交差角αのまま維持される。

【0062】

このように、加工制御部１００は、右テーパ歯面１２２の切削加工を終了してから右サブ歯面１２２ａの切削加工を開始するまでの間、補正角を０度にする。これにより、歯車加工装置１は、右テーパ歯面１２２の切削加工が終了してから右サブ歯面１２２ａを開始するまでの間に、歯切り工具４０が隣接する内歯１１５ａに干渉することを防止できる。また、歯車加工装置１は、切削点Ｃが加工軌跡から工作物Ｗの周方向へ逸れた位置に相対移動することを抑制できるので、加工精度の向上を図ることができる。またこのとき、加工制御部１００は、右テーパ歯面１２２の切削加工を終了してから右サブ歯面１２２ａの切削加工を開始するまでの間、送り動作を一時停止する。これにより、歯車加工装置１は、切削点Ｃが加工軌跡から工作物Ｗの軸線Ｌｗ方向へ逸れた位置に相対移動することを抑制できる。

【0063】

Ｓ７の処理が終了すると、加工制御部１００は、演算により求めた回転速度比で工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させながら、回転軸線一方側Ｄｆから回転軸線他方側Ｄｂへの送り動作を行い、右サブ歯面１２２ａを切削加工する（Ｓ８：第二切削工程）。

【0064】

Ｓ９の処理は、右サブ歯面１２２ａの切削加工が終了したか否かの判定を行う処理であり、加工制御部１００は、右サブ歯面１２２ａの切削加工が終了していなければ（Ｓ９：Ｎｏ）、Ｓ９の処理を反復して実行する。一方、右サブ歯面１２２ａの切削加工が終了した場合（Ｓ９：Ｙｅｓ）、加工制御部１００は、送り動作を停止し（Ｓ１０）、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転を停止する（Ｓ１１）。その後、加工制御部１００は、回転軸線他方側Ｄｂから回転軸線一方側Ｄｆへの戻し動作を行い（Ｓ１２）、本処理を終了する。

【0065】

上記した特殊歯形加工処理が終了すると、加工制御部１００は、工作物Ｗに形成されたスプライン歯１１５ａ０と歯切り工具４０の工具刃４１との位相合わせを行う。その後、加工制御部１００は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を、右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａの切削加工時とは反対方向へ回転させながら、左テーパ歯面１２１及び左サブ歯面１２１ａを切削加工する。なお、左テーパ歯面１２１及び左サブ歯面１２１ａの切削加工は、特殊歯形加工処理と同様の処理により実行される。

【0066】

このように、加工制御部１００は、右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを連続して切削加工した後、左テーパ歯面１２１及び左サブ歯面１２１ａの切削加工を連続して行うので、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転を停止させる回数を少なくすることができる。よって、歯車加工装置１は、右側面１１５Ｂに対してねじれ角の異なる２つの歯面（右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａ）を切削加工で形成する場合においても、効率よく切削加工を行うことができるので、サイクルタイムの短縮を図ることができる。

【0067】

なお、上記した特殊歯形加工処理において、右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａが一回の送り動作で切削加工される場合を例に挙げて説明したが、複数回の送り動作で右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを行ってもよい。また、上記の例では、右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを形成した後に、左テーパ歯面１２１及び左サブ歯面１２１ａを形成する場合について説明したが、左テーパ歯面１２１及び左サブ歯面１２１ａを形成した後に右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを形成してもよい。この場合においても、加工制御部１００は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０の回転を停止させる回数を少なくすることができるので、サイクルタイムの短縮を図ることができる。

【0068】

ここで、歯車加工装置１は、歯切り工具４０を用いてスプライン歯１１５ａ０の加工を行うことも可能である。この場合、歯車加工装置１は、ブローチ加工やギヤシェーパ加工でスプライン歯１１５ａ０を形成する場合と比べて、工作物Ｗの移動を不要とすることができる。即ち、歯車加工装置１は、スプライン歯１１５ａ０を形成した後、工作物保持装置３０から工作物Ｗを取り外さずにギヤ抜け防止部１２０の加工に移行できるので、ギヤ抜け防止部１２０の切削加工を開始する前の心出し作業を不要とすることができる。その結果、歯車加工装置１は、サイクルタイムの短縮を図ることができると共に、加工精度の向上を図ることができる。

【0069】

またこの場合、歯車加工装置１は、スプライン歯１１５ａ０を切削加工する際の交差角αを、右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを切削加工する際の歯切り工具４０の交差角αと同一角度に設定することができる。この場合、加工制御部１００は、上記した特殊歯形加工処理のＳ２の処理の中で行った交差角の演算を、スプライン歯１１５ａ０を切削加工する前に行う。これにより、歯車加工装置１は、スプライン歯１１５ａ０の切削加工した後、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対する歯切り工具４０の軸線Ｌの傾斜角度を変更する作業を不要にできるので、サイクルタイムの短縮を図ることができる。

【0070】

以上説明したように、加工制御部１００は、スプライン歯１１５ａ０の右側面１１５Ｂに右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを形成する場合に、一回の送り動作の中で右テーパ歯面１２２と右サブ歯面１２２ａとを連続して切削加工する。つまり、歯車加工装置１は、右テーパ歯面１２２の切削加工時と右サブ歯面１２２ａの切削加工時との双方において、送り動作を行いながら切削加工を行う。

【0071】

そして、加工制御部１００は、右テーパ歯面１２２の切削加工時と右サブ歯面１２２ａの切削加工時とで補正角βを変更する。これにより、歯車加工装置１は、右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａの双方について寸法管理を行うことができるので、右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを高精度に加工することができる。

【0072】

また、加工制御部１００は、右テーパ歯面１２２の切削加工時と右サブ歯面１２２ａの切削加工時とで歯切り工具４０に対する工作物Ｗの回転速度比を変更することにより、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させた状態を維持しながら、ねじれ角の異なる右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを連続して切削加工することができる。

【0073】

そして、加工制御部１００は、一回の送り動作の中で右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを連続して切削加工を行う際に、右テーパ歯面１２２の切削加工が終了した時点で補正角βを変更する。この場合において、加工制御部１００は、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を回転させた状態で、補正角βの変更を行う。よって、歯車加工装置１は、例えば、歯切り工具４０を工作物Ｗから一旦離し、工作物Ｗ及び歯切り工具４０を一時停止させる場合と比べて、サイクルタイムの短縮を図ることができる。

【0074】

また、右テーパ歯面１２２は、工作物Ｗの軸線Ｌｗに対して工作物Ｗの周方向一方側へ傾斜するのに対し、右サブ歯面１２２ａは、軸線Ｌｗに対して工作物Ｗの周方向他方側へ傾斜する。このような特殊歯形を歯車加工装置１で形成する場合において、加工制御部１００は、一回の送り動作の中で右テーパ歯面１２２及び右サブ歯面１２２ａを連続して切削加工を行い、右テーパ歯面１２２の切削加工が終了した時点で補正角βを変更する。そして、加工制御部１００は、右テーパ歯面１２２の切削時において補正角βを正の角度に設定しつつ、右サブ歯面１２２ａの切削時において補正角βを負の角度に設定する。よって、加工制御部１００は、内歯１５１が特殊な歯形を有する場合であっても、サイクルタイムの短縮を図ることができると共に、加工精度の向上を図ることができる。

【0075】

（６．その他）
以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。また、上記実施形態では、スプライン歯１１５ａ０にギヤ抜け防止部１２０を形成する場合に本発明を適用する場合について説明したが、ギヤ抜け防止部１２０を形成する場合以外にも本発明を適用することが可能である。

【0076】

例えば、本実施形態では、第一歯面（右テーパ歯面１２２）と第二歯面（右サブ歯面１２２ａ）とでねじれ方向が異なるについて説明したが、これに限られるものではない。即ち、第一歯面と第二歯面とのねじれ方向が同一である場合であっても、本発明を適用することができる。この場合、加工制御部１００は、第一歯面を形成する場合と第二歯面を形成する場合の双方において、補正角を正の値又は負の値に設定しつつ、第一歯面を形成する場合と第二歯面を形成する場合とで回転速度比を変更することで、ねじれ角の異なる第一歯面及び第二歯面を高精度且つ効率的に形成することができる。

【0077】

上記実施形態において、加工制御部１００は、右テーパ歯面１２２の切削加工を終了してから右サブ歯面１２２ａの切削加工を開始するまでの間、送り動作を一時停止する場合について説明したが、これに限られるものではない。即ち、加工制御部１００は、右テーパ歯面１２２の切削加工を終了してから右サブ歯面１２２ａの切削加工を開始するまでの間、送り動作を減速しながら行ってもよい。また、加工制御部１００は、右テーパ歯面１２２の切削加工を開始してから右サブ歯面１２２ａの切削加工を終了するまでの間、送り動作を一定速度で行ってもよい。

【0078】

この場合、加工制御部１００は、右テーパ歯面１２２の切削加工時における回転速度比を演算する際に、右サブ歯面１２２ａの切削加工時における回転速度比を併せて演算することにより、右テーパ歯面１２２の切削加工を右サブ歯面１２２ａの切削加工を開始するまでの時間を短縮できる。これに加え、歯車加工装置１は、右テーパ歯面１２２の切削加工を終了してから右サブ歯面１２２ａの切削加工を開始するまでの間に送り動作を減速しながら行う場合には、工作物Ｗの回転速度を変更している間に切削点Ｃが加工軌跡から工作物Ｗの軸線Ｌｗ方向へ逸れることを抑制できる。一方、歯車加工装置１は、右テーパ歯面１２２の切削加工を開始してから右サブ歯面１２２ａの切削加工を終了するまでの間、送り動作を一定速度で行う場合には、送り動作の減速又は停止が行われない分、サイクルタイムの短縮を図ることができる。

【符号の説明】

【0079】

１：歯車加工装置、 ４０：歯切り工具、 １００：加工制御部、 １０６：演算部、 １１５Ａ：左側面（歯の側面）、 １１５Ｂ：右側面（歯の側面）、 １２２：右テーパ歯面（第一歯面の一例）、１２２ａ：右サブ歯面（第二歯面の一例）、 Ｃ：切削点、 Ｆ，Ｆ１，Ｆ２：送り量、 Ｌ：工作物の軸線、 Ｌｗ：歯切り工具の軸線、 Ｍ，Ｍ１，Ｍ２：移動点、 ＭＲ，ＭＲ１，ＭＲ２：基準移動点、 Ｓ，Ｓ１，Ｓ２：始点、 Ｖｗ０，Ｖｗ１，Ｖｗ２：工作物の回転速度、 Ｗ：工作物、 β：補正角、 β１：補正角（第一角度）、 β２：補正角（第二角度）、 Ｓ３：第一切削工程、 Ｓ７：補正角変更工程、 Ｓ８：第二切削工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図11】

【図12】