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(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】2023-09-25
(45)【発行日】2023-10-03
(54)【発明の名称】歯溝加工装置
(51)【国際特許分類】
B23F 5/16 20060101AFI20230926BHJP
B23Q 11/00 20060101ALI20230926BHJP
【ＦＩ】
B23F5/16
B23Q11/00 L
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2019128452
(22)【出願日】2019-07-10
(65)【公開番号】P2021013963
(43)【公開日】2021-02-12
【審査請求日】2022-06-16
(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】竹内 健斗
(72)【発明者】
【氏名】大谷 尚
(72)【発明者】
【氏名】中野 浩之
【審査官】小川 真
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１６４７５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－２４３８７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５０－１２７２９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３１４８８６２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０００－１１７５４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１２５５５２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｆ ５／１６
Ｂ２３Ｑ １１／００
Ｂ２４Ｂ ５／０４、５／０６
Ｂ２３Ｂ ２５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
環状の工作物を加工する加工部を有する工具を回転駆動すると共に前記工作物に対して相対移動可能に支持し、且つ、前記工作物に対して少なくとも前記工具の周囲に向けて流体を噴出可能な工具側主軸装置と、前記工作物を回転可能に支持すると共に前記工作物を前記工具に対して相対移動可能な工作物側主軸装置と、
前記工具側主軸装置及び前記工作物側主軸装置の作動を制御する制御装置と、
を備え、
前記工具側主軸装置及び前記工作物側主軸装置は、前記工作物に加工を開始する第一位置に前記工具を配置し、且つ、前記工具及び前記工作物を回転駆動すると共に前記流体を前記工作物に向けて噴出した状態で、前記第一位置から前記工作物の中心軸線の方向にて離間した第二位置まで前記工具を前記工作物に対して相対移動させることにより、前記工作物の内周及び外周のうちの一方に溝状の被加工部を加工する加工動作を行い、
前記制御装置は、前記加工動作の後の非加工状態において、前記被加工部が前記工作物の前記内周に施された場合、前記工作物の回転速度を前記加工動作における回転速度である前記工作物の基準回転速度よりも低速にし、前記被加工部が前記工作物の前記外周に施された場合、前記工作物の回転速度を前記基準回転速度よりも高速にするように、前記工作物側主軸装置に対して前記工作物の回転速度を変更する回転速度制御を実行する、歯溝加工装置。
【請求項2】
前記制御装置は、前記工作物を連続加工する場合において、前記加工動作が完了して前記第二位置にある前記工具を次の前記工作物の開始するために前記第一位置に戻すまでの間に前記回転速度制御を実行する、請求項１に記載の歯溝加工装置。
【請求項3】
前記制御装置は、次の前記工作物を加工しない場合において、前記加工動作が完了して前記第二位置にある前記工具を所定の原点位置に戻すまでの間に前記回転速度制御を実行する、請求項１に記載の歯溝加工装置。
【請求項4】
前記制御装置は、前記工作物を連続加工する場合において、前記加工動作が完了して前記第二位置にある前記工具を次の前記工作物の開始するために前記第一位置に戻すまでの間に、予め設定された時間が経過するまで前記工具の前記工作物に対する相対的な移動を停止するように、前記工具側主軸装置及び前記工作物側主軸装置の少なくとも一方の作動を制御する、請求項１に記載の歯溝加工装置。
【請求項5】
前記工具側主軸装置及び前記工作物側主軸装置は、協働して、前記加工動作に伴って前記第二位置に相対移動した前記工具を、前記第二位置から前記工作物の径方向に離間した第三位置に退避させる退避動作と、
前記退避動作によって前記第三位置に退避させた前記工具を、前記第三位置から前記工作物の中心軸線の方向に離間し、且つ、前記工作物よりも前記第一位置側となる第四位置に向けて戻るように送る戻し送り動作と、
前記戻し送り動作によって前記第四位置に戻した前記工具を前記第一位置に復帰させる復帰動作と、を行い、
前記制御装置は、
前記戻し送り動作において、前記回転速度制御を実行する、請求項２又は４に記載の歯溝加工装置。
【請求項6】
前記工具側主軸装置及び前記工作物側主軸装置は、協働して、前記加工動作に伴って前記第二位置に相対移動した前記工具を、前記第二位置から前記工作物の径方向に離間した第三位置に退避させる退避動作と、
前記退避動作によって前記第三位置に退避させた前記工具を、前記第三位置から前記工作物の中心軸線の方向に離間し、且つ、前記工作物よりも前記第一位置側となる第四位置に向けて戻るように送る戻し送り動作と、
前記戻し送り動作によって前記第四位置に戻した前記工具を前記第一位置に復帰させる復帰動作と、を行い、
前記制御装置は、
前記退避動作における前記回転速度制御によって変更された前記工作物の回転速度を、前記戻し送り動作において維持し、且つ、前記復帰動作において前記基準回転速度に戻す、請求項２又は４に記載の歯溝加工装置。
【請求項7】
前記制御装置は、前記退避動作が完了した後において、予め設定された時間が経過してから前記戻し送り動作を開始するように、前記工具側主軸装置及び前記工作物側主軸装置の少なくとも一方の作動を制御する、請求項５又は６に記載の歯溝加工装置。
【請求項8】
前記制御装置は、前記戻し送り動作において前記工具を前記第三位置から前記第四位置に送る際の速度を表す送り速度が、前記退避動作において前記工具を前記第二位置から前記第三位置に退避させる際の速度を表す基準送り速度よりも低速になるように、前記工具側主軸装置及び前記工作物側主軸装置の少なくとも一方に対して前記工具の前記送り速度を変更する送り速度制御を実行する、請求項５－７のうちの何れか一項に記載の歯溝加工装置。
【請求項9】
環状の工作物を加工する加工部を有する工具を回転駆動すると共に前記工作物に対して相対移動可能に支持し、且つ、前記工作物に対して少なくとも前記工具の周囲に向けて流体を噴出可能な工具側主軸装置と、前記工作物を回転可能に支持すると共に前記工作物を前記工具に対して相対移動可能な工作物側主軸装置と、
前記工具側主軸装置及び前記工作物側主軸装置の作動を制御する制御装置と、
を備え、
前記工具側主軸装置及び前記工作物側主軸装置は、
前記工作物に加工を開始する第一位置に前記工具を配置し、且つ、前記工具及び前記工作物を回転駆動すると共に前記流体を前記工作物に向けて噴出した状態で、前記第一位置から前記工作物の中心軸線の方向にて離間した第二位置まで前記工具を前記工作物に対して相対移動させることにより、前記工作物の内周及び外周のうちの一方に溝状の被加工部を加工する加工動作と、
前記加工動作に伴って前記第二位置に相対移動した前記工具を、前記第二位置から前記工作物の径方向に離間した第三位置に退避させる退避動作と、
前記退避動作によって前記第三位置に退避させた前記工具を、前記第三位置から前記工作物の中心軸線の方向に離間し、且つ、前記工作物よりも前記第一位置側となる第四位置に向けて戻るように送る戻し送り動作と、
前記戻し送り動作によって前記第四位置に戻した前記工具を前記第一位置に復帰させる復帰動作と、を行い、
前記制御装置は、
前記工作物から切屑を除去するために、前記戻し送り動作において前記工具を前記第三位置から前記第四位置に送る際の速度を表す送り速度が、前記退避動作において前記工具を前記第二位置から前記第三位置に退避させる際の速度を表す基準送り速度よりも低速になるように、前記工具側主軸装置及び前記工作物側主軸装置の少なくとも一方に対して前記工具の前記送り速度を変更して、前記戻し送り動作において前記流体を前記工作物に向けて噴出する送り速度制御を実行する、歯溝加工装置。
【請求項10】
前記工具側主軸装置は、
前記工具の軸方向の先端に形成され、前記工具の径方向外側に向けて且つ前記工具の周囲に向けて前記流体を噴出する第一噴出穴と、
前記工具の前記加工部よりも軸方向の基端側に形成され、前記工具の軸方向に向けてかつ前記工具の周囲に向けて前記流体を噴出する第二噴出穴と、を備える、請求項９に記載の歯溝加工装置。
【請求項11】
前記制御装置は、
前記戻し送り動作において第一モードと第二モードとを切替可能に構成され、
前記第一モードにおいて、前記工具を前記第三位置から前記第四位置に送る際の速度を表す送り速度が前記基準送り速度よりも低速になるように、前記工具側主軸装置及び前記工作物側主軸装置の少なくとも一方に対して前記工具の前記送り速度を変更する送り速度制御を実行し、
前記第二モードにおいて、前記工具を前記第三位置から前記第四位置に送る際の速度を表す送り速度が、前記第一モードにおいて前記工具を前記第三位置から前記第四位置に送る際の送り速度よりも高速になるように、前記工具側主軸装置及び前記工作物側主軸装置の少なくとも一方に対して前記工具の前記送り速度を変更する送り速度制御を実行する、請求項９又は１０に記載の歯溝加工装置。
【請求項12】
前記第二モードにおいて、前記工具を前記第三位置から前記第四位置に送る際の速度を表す送り速度が前記基準送り速度になるように、前記工具側主軸装置及び前記工作物側主軸装置の少なくとも一方に対して前記工具の前記送り速度を変更する送り速度制御を実行する、請求項１１に記載の歯溝加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、歯溝加工装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、例えば、特許文献１に開示された歯溝加工装置が知られている。この従来の歯溝加工装置は、工具に工具刃に向かう方向へ流体を噴出可能な吐出孔が設けられており、噴出された流体が工具刃による工作物の加工位置から工具の工作物に対する相対的な送り進行方向に移動するようになっている。これにより、従来の歯溝加工装置においては、切削加工により発生した切屑が吐出孔から噴出される流体の圧力により送り進行方向に噴き飛ばすようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第６４２７８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、工作物の内周面を加工して内周側に切屑が存在する場合、切屑が工作物を共に高速回転している状態では切屑に遠心力が作用して工作物の内周に張り付く。又、工作物の外周面を加工して外周側に切屑が存在する場合、切屑に作用する遠心力が小さい状態では切屑が工作物から外方に飛ばされず工作物に張り付いたままになる。上記従来の歯溝加工装置においては、流体の圧力によって切屑を噴き飛ばすようになっているが、切屑の除去性能を向上させるためには、切屑に遠心力が作用した状態を考慮する必要がある。
【0005】
本発明は、加工によって発生した屑を除去する除去性能を向上させる歯溝加工装置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】
【0006】
本発明に係る歯溝加工装置は、環状の工作物を加工する加工部を有する工具を回転駆動すると共に工作物に対して相対移動可能に支持し、且つ、工作物に対して少なくとも工具の周囲に向けて流体を噴出可能な工具側主軸装置と、工作物を回転可能に支持すると共に工作物を工具に対して相対移動可能な工作物側主軸装置と、工具側主軸装置及び工作物側主軸装置の作動を制御する制御装置と、を備える。
【0007】
工具側主軸装置及び工作物側主軸装置は、工作物に加工を開始する第一位置に工具を配置し、且つ、工具及び工作物を回転駆動すると共に流体を工作物に向けて噴出した状態で、第一位置から工作物の中心軸線の方向にて離間した第二位置まで工具を工作物に対して相対移動させることにより、工作物の内周及び外周のうちの一方に溝状の被加工部を加工する加工動作を行う。
【0008】
制御装置は、加工動作の後の非加工状態において、被加工部が工作物の内周に施された場合、工作物の回転速度を加工動作における回転速度である工作物の基準回転速度よりも低速にし、被加工部が工作物の外周に施された場合、工作物の回転速度を基準回転速度よりも高速にするように、工作物側主軸装置に対して工作物の回転速度を変更する回転速度制御を実行する。
【0009】
これによれば、加工動作の後の非加工状態において、制御装置は、回転速度制御を実行することにより、工作物の回転速度を変更することができる。この場合、工作物の内周に被加工部を形成する場合には、制御装置は、工作物の回転速度を基準回転速度よりも低速にすることができる。これにより、加工によって生じた屑に作用する遠心力を低減し、屑の被加工部への張り付きを抑制することができる。従って、遠心力が低減された屑が工作物の内部に落下しやすくなり、更には遠心力が低減された屑に流体を当てることにより、屑を工作物から除去することができる。従って、加工によって発生した屑を除去する除去性能を向上させることができる。
【0010】
又、工作物の外周に被加工部を形成する場合には、制御装置は、工作物の回転速度を基準回転速度よりも高速にすることができる。これにより、加工によって生じた屑に作用する遠心力を増大させ、屑が被加工部から外方に剥がれやすくすることができる。従って、遠心力が増加された屑が工作物Ｗの外部に飛び出しやすくなり、更には遠心力が増加された屑に流体を当てることにより、屑を工作物から除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】加工装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。
【図3】工作物保持具の概略構成を示す断面図である。
【図4】工具の概略構成を径方向に見た断面図である。
【図6】歯溝加工方法を説明するためのフローチャートである。
【図7】内歯加工動作を説明するための図である。
【図8】回転速度制御及び送り速度制御を説明するための表である。
【図9】回転速度制御及び送り速度制御を説明するための表である。
【図10】内歯加工動作の具体例を説明するための表である。
【図11】外歯加工動作を説明するための図である。
【図12】回転速度制御及び送り速度制御を説明するための表である。
【図13】回転速度制御及び送り速度制御を説明するための表である。
【図14】外歯加工動作の具体例を説明するための表である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
（１．対象の工作物）
歯溝加工装置による加工対象である工作物について説明する。工作物は、環状に形成されており、内周面又は外周面に歯溝を有する。当該歯溝が、歯溝加工装置による溝状の被加工部となる。
歯溝加工装置による加工対象である工作物について説明する。工作物は、環状に形成されており、内周面又は外周面に歯溝を有する。当該歯溝が、歯溝加工装置による溝状の被加工部となる。
【0013】
ここで、歯溝は、歯車の溝、スプラインの溝、キー溝等を含む。歯車及びスプラインにおいては、周方向に位置する複数の歯溝のそれぞれが被加工部となる。キー溝は、周方向に１つの溝、及び、複数の溝を含む。又、歯溝の側面は、インボリュート曲線や、直線を含む。
【0014】
（２．歯溝加工装置の概要）
歯溝加工装置は、環状の工作物に上記の歯溝を加工するための加工装置である。歯溝加工装置は、工作物の周方向に複数の歯溝を加工するスカイビング加工が可能な切削装置、及び、スカイビング加工と同様の動作による研削が可能な研削装置を含む。
歯溝加工装置は、環状の工作物に上記の歯溝を加工するための加工装置である。歯溝加工装置は、工作物の周方向に複数の歯溝を加工するスカイビング加工が可能な切削装置、及び、スカイビング加工と同様の動作による研削が可能な研削装置を含む。
【0015】
ここで、スカイビング加工は、工作物の軸線と周方向に複数の凸刃を有する工具の軸線とに交差角を与えた状態で、双方を歯数比に応じた回転比で同期回転させながら工具を工作物の軸線方向に送る加工方法である。スカイビング加工は、工作物を高速回転させながら、工作物が１回転する際に、工作物の複数の歯溝の中で一の歯溝が複数の凸刃の中で１つの凸刃のみにより加工される加工方法である。又、切削装置と研削装置とは、工具が切削工具であるか、研削工具（砥石車）であるかが相違するのみであり、工作物と工具の加工動作については同一である。
【0016】
又、切削工具は、周方向に複数の凸刃を備える工具であり、例えば、スカイビングカッタを挙げることができる。尚、切削工具は、１つの凸刃のみを備える工具とすることもできる。又、研削工具（砥石車）についても、切削工具と同様に、スカイビングカッタのような複数の凸刃を備える砥石車や、１つの凸刃のみを備える砥石車を適用することができる。
【0017】
歯溝加工装置は、工作物と工具とが相対的に上記動作を行うことができる装置であれば良い。例えば、歯溝加工装置は、移動軸として直交３軸及び回転２軸を有する５軸マシニングセンタや、更に工作物用の１軸を有する６軸マシニングセンタを適用できる。又、歯溝加工装置は、５軸マシニングセンタの他に、軸構成が異なるギヤスカイビング専用加工機を適用することもできる。
【0018】
（３．歯溝加工装置１の構成）
歯溝加工装置１の一例について、図１及び図２を参照して説明する。歯溝加工装置１は、歯車を加工する装置を例に挙げる。歯溝加工装置１は、内歯車である工作物Ｗの被加工部Ｗｗである内歯、又は、外歯車である工作物Ｗの被加工部Ｗｗである外歯を創成するために、切削加工を行うものである。歯溝加工装置１は、図１に示すように、例えば、直交３軸（Ｘ軸線、Ｙ軸線、Ｚ軸線）方向の移動、Ｃ軸線（工作物Ｗの中心軸線Ｃｗ）回りの回転、及び、Ａ軸線（Ｃ軸線に直交する軸線）回りの揺動が可能な５軸マシニングセンタである。
歯溝加工装置１の一例について、図１及び図２を参照して説明する。歯溝加工装置１は、歯車を加工する装置を例に挙げる。歯溝加工装置１は、内歯車である工作物Ｗの被加工部Ｗｗである内歯、又は、外歯車である工作物Ｗの被加工部Ｗｗである外歯を創成するために、切削加工を行うものである。歯溝加工装置１は、図１に示すように、例えば、直交３軸（Ｘ軸線、Ｙ軸線、Ｚ軸線）方向の移動、Ｃ軸線（工作物Ｗの中心軸線Ｃｗ）回りの回転、及び、Ａ軸線（Ｃ軸線に直交する軸線）回りの揺動が可能な５軸マシニングセンタである。
【0019】
歯溝加工装置１は、５軸マシニングセンタとして、横型マシニングセンタ及び立型マシニングセンタの何れを適用することもできる。又、直交３軸線及びＡ軸線の構成は、工作物Ｗと工具Ｔとが相対的に移動できれば良く、工作物Ｗと工具Ｔの何れを移動させても良い。本例における歯溝加工装置１は、工作物Ｗを、Ｚ軸線及びＡ軸線に移動可能な構成とし、工具Ｔを、Ｘ軸線及びＹ軸線に移動可能な構成とする。
【0020】
歯溝加工装置１は、図１及び図２に示すように、ベッド１０と、工具側主軸装置Ｇと、工作物側主軸装置Ｈと、制御装置１００と、を含んで構成される。工具側主軸装置Ｇは、コラム２０、サドル３０及び回転主軸４０で構成される。工作物側主軸装置Ｈは、テーブル５０、チルトテーブル６０、ターンテーブル７０及び工作物保持具８０で構成される。尚、図示を省略するが、ベッド１０と並んで周知の自動工具交換装置が設けられている。
【0021】
ベッド１０は、矩形状からなり、床上に配置される。尚、ベッド１０の形状は矩形状に限定されないことは言うまでもない。ベッド１０の上面には、コラム２０が摺動可能な一対のＸ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂが、Ｘ軸線の方向（水平方向）に延びるように、且つ、互いに平行に設けられている。更に、ベッド１０には、一対のＸ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂの間に、コラム２０をＸ軸線の方向に駆動するための、図示省略のＸ軸ボールねじが配置され、このＸ軸ボールねじを回転駆動するＸ軸モータ１１ｃが配置されている。
【0022】
コラム２０の底面には、一対のＸ軸ガイド溝２１ａ，２１ｂがＸ軸線の方向に延びるように、且つ、互いに平行に設けられている。コラム２０は、ベッド１０に対してＸ軸線の方向に移動可能なように、一対のＸ軸ガイド溝２１ａ，２１ｂが一対のＸ軸ガイドレール１１ａ，１１ｂ上にボールガイド２２ａ，２２ｂを介して嵌め込まれ、コラム２０の底面がベッド１０の上面に密接されている。
【0023】
又、コラム２０のＸ軸に平行な側面（摺動面）２０ａには、サドル３０が摺動可能な一対のＹ軸ガイドレール２３ａ，２３ｂがＹ軸線の方向（鉛直方向）に延びるように、且つ、互いに平行に設けられている。更に、コラム２０には、一対のＹ軸ガイドレール２３ａ，２３ｂの間に、サドル３０をＹ軸線の方向に駆動するための、図示省略のＹ軸ボールねじが配置され、このＹ軸ボールねじを回転駆動するＹ軸モータ２３ｃが配置されている。
【0024】
コラム２０の摺動面２０ａに対向するサドル３０の側面３０ａには、一対のＹ軸ガイド溝３１ａ，３１ｂがＹ軸線の方向に延びるように、且つ、互いに平行に設けられている。サドル３０は、コラム２０に対してＹ軸線の方向に移動可能なように、一対のＹ軸ガイド溝３１ａ，３１ｂが一対のＹ軸ガイドレール２３ａ，２３ｂに嵌め込まれ、サドル３０の側面３０ａがコラム２０の摺動面２０ａに密接されている。
【0025】
工具側主軸としての回転主軸４０は、サドル３０内に収容された主軸モータ４１により回転駆動されるようになっており、工具Ｔを支持している。工具Ｔは、工具ホルダ４２に保持されて回転主軸４０の先端に固定され、回転主軸４０に回転に伴って回転する。又、工具Ｔ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軸線の方向及びＹ軸線の方向に移動する。尚、工具Ｔについては、後に詳述する。
【0026】
又、ベッド１０の上面には、テーブル５０が摺動可能な一対のＺ軸ガイドレール１２ａ，１２ｂがＸ軸線の方向と直交するＺ軸線の方向（水平方向）に延びるように、且つ、互いに平行に設けられている。更に、ベッド１０には、一対のＺ軸ガイドレール１２ａ，１２ｂの間に、テーブル５０をＺ軸線の方向に駆動するための、図示省略のＺ軸ボールねじが配置され、このＺ軸ボールねじを回転駆動するＺ軸モータ１２ｃが配置されている。
【0027】
テーブル５０は、ベッド１０に対してＺ軸線の方向に移動可能なように、一対のＺ軸ガイドレール１２ａ，１２ｂ上に設けられている。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が設けられている。そして、チルトテーブル支持部６３には、チルトテーブル６０が水平方向のＡ軸線の回りで回転（揺動）可能に設けられている。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。
【0028】
チルトテーブル６０には、ターンテーブル７０がＡ軸線に直角なＣ軸線の回りで回転可能に設けられている。ターンテーブル７０には、工作物Ｗを保持する工作物保持具８０が装着されている。ターンテーブル７０は、工作物Ｗ及び工作物保持具８０と共にＣ軸モータ６２により回転される。
【0029】
工作物保持具８０は、切削加工される環状（中空円筒状）の工作物Ｗを保持する治具である。工作物保持具８０は、図３に示すように、第一保持具８１と、第一保持具８１に対して軸線方向に工作物Ｗを挟むように配置される第二保持具８２と、第一保持具８１に対して径方向の外側に配置される第三保持具８３とで構成される。
【0030】
第一保持具８１は、切削加工により工作物Ｗを加工したときに発生する切屑を第一保持具８１の内部に溜め、第一保持具８１の内部から第三保持具８３側へ排出するための治具である。第三保持具８３は、第一保持具８１の内部から排出される切屑を第三保持具８３の外部に排出するための治具である。又、第一保持具８１及び第二保持具８２は、工作物Ｗをターンテーブル７０に対して軸線方向に位置決めして保持するための治具でもある。第三保持具８３は、工作物Ｗをターンテーブル７０に対して径方向に位置決め（芯出し）して保持するための治具でもある。
【0031】
ここで、工作物保持具８０が切屑を外部に排出する構造及び工作物Ｗを位置決めする構造の一例を示し、簡単に説明しておく。先ず、切屑を外部に排出する構造から説明する。
【0032】
第一保持具８１は、工作物Ｗの外径より若干大径の円筒状に台座８４と、工作物Ｗの外径より若干小径で台座８４と同軸に配置されるリング状の天板８５と、台座８４と天板８５との間に挟持された複数のファン８６とで構成される。そして、ファン８６とファン８６との間隙は、切削加工により工作物Ｗを加工した時に発生する切屑やクーラントを排出する排出穴８７として機能する。又、第三保持具８３は、第一保持具８１の外径より若干大径の中空円筒状に形成されており、周壁には第一保持具８１の排出穴８７に対応する位置に排出穴８８が穿設されている。
【0033】
これにより、第一保持具８１が回転すると、台座８４と天板８５との間の空気は、第一保持具８１の中央から各ファン８６に当たることにより、各排出穴８７を通って第一保持具８１の外部に渦巻き状に流れ出る。このため、台座８４と天板８５との間に溜められた切屑は、クーラントと共に渦巻き状の気流に押されて各排出穴８７から第三保持具８３側へ排出される。そして、第三保持具８３が第一保持具８１と共に回転すると、第一保持具８１の排出穴８７から排出される切屑及びクーラントは、第三保持具８３の排出穴８８を通って第三保持具８３の外部へ排出される。
【0034】
次に、位置決めの機能について説明する。第二保持具８２は、工作物Ｗの外径より大径のリング状に形成され、一端面側に工作物Ｗの外径より若干大径のリング状の凹部が形成されている。第二保持具８２は、凹部に対して工作物Ｗを密着させた状態で第三保持具８３の端面にボルト等により締結固定される。これにより、工作物Ｗは、第一保持具８１の天板８５と第二保持具８２との間に挟持固定されるため、ターンテーブル７０に対する軸方向位置が位置決めされる。
【0035】
又、第三保持具８３の周壁には、第一保持具８１の天板８５と第二保持具８２との間に挟持固定される工作物Ｗに対応する位置にねじ穴が穿孔されており、ねじ穴にボルト８９が螺合されるようになっている。これにより、工作物Ｗは、螺合されたボルト８９に押されて径方向に移動可能となるため、ターンテーブル７０に対する径方向位置が位置決め（芯出し）される。
【0036】
制御装置１００は、主軸モータ４１を制御することにより、工具Ｔを回転させる。又、制御装置１００は、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を制御することにより、工作物Ｗと工具ＴとがＸ軸線の方向、Ｚ軸線の方向、Ｙ軸線の方向、Ａ軸線の回り、及び、Ｃ軸線の回りに相対移動させる。更に、制御装置１００は、Ｃ軸モータ６２を制御することにより、工作物保持具８０に支持された工作物Ｗの回転速度を制御して回転させる。
【0037】
ここで、制御装置１００は、工具Ｔ及び工作物Ｗを高速回転させながらで同期させると共に、工具Ｔを工作物Ｗの中心軸線の方向に相対移動させる。この場合、制御装置１００は、Ａ軸モータ６１を駆動制御して、チルトテーブル６０上に支持されている工作物ＷをＡ軸線の回りに揺動させ、工作物Ｗの中心軸線と工具Ｔの中心軸線とを交差角だけ傾斜させることが可能である。これにより、歯溝加工装置１は、スカイビング加工により、環状の工作物Ｗである内歯車又は外歯車に被加工部Ｗｗである内歯又は外歯を創成することが可能となる。
【0038】
更に、制御装置１００は、スカイビング加工において、工具Ｔの逃げ角を確保するために上述した交差角を有した状態で、工具Ｔを工作物Ｗの周方向にオフセット角だけずらすことも可能である。尚、以下の説明においては、後述する第一位置としての加工初期位置にて工具Ｔが交差角を有する状態で切削加工する場合を例示する。
【0039】
（４．工具Ｔの具体例）
工具Ｔは、図４及び図５に示すように、加工部として凸刃の工具刃Ｔａを備えている。工具刃Ｔａは、加工される工作物Ｗとしての内歯車の被加工部である内歯の形状を同一形状に形成されている。工具刃Ｔａは、１つ以上の凸刃を備えており、全周にわたって等間隔となるように凸刃を有している。又、工具Ｔには、回転軸線方向に貫通するボルト穴Ｔｂが穿設されている。これにより、工具Ｔは、ボルト穴Ｔｂを通るボルト９０の雄ねじ部９１を工具ホルダ４２の先端に設けられた雌ねじ部４３に螺合することにより締結固定されている。
工具Ｔは、図４及び図５に示すように、加工部として凸刃の工具刃Ｔａを備えている。工具刃Ｔａは、加工される工作物Ｗとしての内歯車の被加工部である内歯の形状を同一形状に形成されている。工具刃Ｔａは、１つ以上の凸刃を備えており、全周にわたって等間隔となるように凸刃を有している。又、工具Ｔには、回転軸線方向に貫通するボルト穴Ｔｂが穿設されている。これにより、工具Ｔは、ボルト穴Ｔｂを通るボルト９０の雄ねじ部９１を工具ホルダ４２の先端に設けられた雌ねじ部４３に螺合することにより締結固定されている。
【0040】
工具ホルダ４２には、雌ねじ部４３から工具ホルダ４２の後端まで工具Ｔの軸線の方向にて回転主軸４０まで延びる穴４４が穿設されている。又、ボルト９０には、雄ねじ部９１の先端から頭部９２側の穴９３の先端から頭部９２の外周まで（周囲まで）工具Ｔの径方向に等間隔で放射状に延びる八つの噴出穴９４が穿設されている。尚、図４及び図５に示すように、回転主軸４０の工具側端面４０ａには、穴４４に連通し、回転主軸４０の径方向に等間隔で放射状に延びる八つの噴出穴４５が穿設されている。
【0041】
これにより、噴出穴９４、穴９３及び穴４４は連通することができる。又、噴出穴４５及び穴４４は連通することができる。このため、ポンプ等で加圧された流体（加工に用いられる切削油剤である、所謂、クーラント）が穴４４から流体として供給されることにより、図４及び図５の矢印Ｕに示すように、クーラントを各噴出穴９４から工具刃Ｔａの周囲に向けて噴出（吐出）させて工具刃Ｔａに当てることができる。又、図４及び図５の矢印Ｖに示すように、切削加工時において、クーラントを各噴出穴４５から軸線の方向へ工具刃Ｔａの周囲に向けて噴出（吐出）させることができる。尚、流体としては、クーラントに限定されるものではなく、液体の切削油剤や研削油剤等を用いたり、気体の圧縮空気等を用いることができる。
【0042】
これにより、工具Ｔの工具刃Ｔａにおいて切削加工により発生した切屑は、工具刃Ｔａ及び被加工部Ｗｗからクーラントの圧力により、工作物保持具８０側に噴き飛ばされて除去される。このとき、流体であるクーラントの圧力は比較的高圧であり、噴出穴９４から噴出されるクーラントの圧力は１．５ＭＰａ以上が望ましく、噴出穴４５から噴出されるクーラントの圧力は０．８ＭＰａ以上が望ましい。
【0043】
（５．歯溝加工装置１による内歯加工の動作）
次に、歯溝加工装置１が内歯加工を行う場合の動作である加工動作、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作について、図６及び図７を用いて説明する。尚、以下の説明においては、加工初期位置である第一位置Ｐ１にて工具Ｔが工作物Ｗの中心軸線Ｃｗに対して所定の交差角を有する状態で配置され、且つ、工具Ｔと工作物Ｗとが高速回転させながら回転同期する場合を例示する。
次に、歯溝加工装置１が内歯加工を行う場合の動作である加工動作、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作について、図６及び図７を用いて説明する。尚、以下の説明においては、加工初期位置である第一位置Ｐ１にて工具Ｔが工作物Ｗの中心軸線Ｃｗに対して所定の交差角を有する状態で配置され、且つ、工具Ｔと工作物Ｗとが高速回転させながら回転同期する場合を例示する。
【0044】
（５－１．基本サイクル）
制御装置１００は、図６に示す歯溝加工方法としての「切削加工プログラム」を実行することにより、工具側主軸装置Ｇ及び工作物側主軸装置Ｈを協働して作動させ、歯溝加工装置１に加工動作、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作をさせる。ここで、制御装置１００は、加工動作、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作において、高圧のクーラントを継続して噴出穴９４及び噴出穴４５から噴出する状態を維持する。
制御装置１００は、図６に示す歯溝加工方法としての「切削加工プログラム」を実行することにより、工具側主軸装置Ｇ及び工作物側主軸装置Ｈを協働して作動させ、歯溝加工装置１に加工動作、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作をさせる。ここで、制御装置１００は、加工動作、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作において、高圧のクーラントを継続して噴出穴９４及び噴出穴４５から噴出する状態を維持する。
【0045】
制御装置１００は、「切削加工プログラム」の実行をステップＳ１０にて開始する。続いて、制御装置１００は、ステップＳ１１にて、切削加工により工作物Ｗである内歯車に被加工部Ｗｗである内歯を創成する（加工工程）。加工工程においては、制御装置１００は、図７に示すように、加工初期位置である第一位置Ｐ１に配置した工具Ｔを加工終了位置である第二位置Ｐ２まで工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの方向に工作物Ｗに対して相対移動させる。従って、歯溝加工装置１は、加工工程において加工動作を行う。
【0046】
ステップＳ１１にて加工工程を行うと、制御装置１００は、ステップＳ１２にて、図７に示すように、第二位置Ｐ２まで相対移動した工具Ｔを、退避位置である第三位置Ｐ３に向けた退避動作により、退避させる（退避工程）。退避工程においては、制御装置１００は、図７に示すように、加工終了位置である第二位置Ｐ２にある工具Ｔを、工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの方向に向けて工作物Ｗに対して相対移動させて、退避位置である第三位置Ｐ３に配置する。従って、歯溝加工装置１は、退避工程において退避動作を行う。
【0047】
続いて、制御装置１００は、ステップＳ１３にて、図７に示すように、第三位置Ｐ３に退避した工具Ｔを、戻し位置である第四位置Ｐ４に向けた戻し送り動作により、戻す（戻し送り工程）。戻し送り工程においては、制御装置１００は、図７に示すように、退避位置である第三位置Ｐ３に配置した工具Ｔを戻り位置である第四位置Ｐ４まで工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの方向に工作物Ｗに対して相対移動させる。従って、歯溝加工装置１は、戻し送り工程において、戻し送り動作を行う。
【0048】
ステップＳ１３にて戻し送り工程を行うと、制御装置１００は、ステップＳ１４にて、図７に示すように、第四位置Ｐ４に戻した工具Ｔを、第一位置Ｐ１に向けた復帰動作により、復帰させる（復帰工程）。復帰工程においては、制御装置１００は、図７に示すように、戻し送り位置である第四位置Ｐ４に配置した工具Ｔを加工開始位置である第一位置Ｐ１まで工作物Ｗの中心軸線Ｃｗから離間する方向に工作物Ｗに対して相対移動させる。従って、歯溝加工装置１は、復帰工程において復帰動作を行う。
【0049】
ここで、歯溝加工装置１が工作物Ｗを連続して加工する連続加工においては、工具Ｔを第一位置Ｐ１に復帰させることにより、次の工作物Ｗを加工することができる。一方、連続加工において最後の工作物Ｗを加工する場合のように、次に加工する工作物Ｗがない場合には、制御装置１００は、工具Ｔを第一位置Ｐ１に復帰させず、例えば、第一位置Ｐ１とは異なる、図７に示す原点位置Ｐ５に工具Ｔを移動させる。原点位置Ｐ５は、工具Ｔと工作物Ｗとが離れた位置であって、例えば、第四位置Ｐ４より更に離れた所定の位置に設定される。尚、原点位置が第一位置Ｐ１と同一となる場合であっても良い。
【0050】
（５－２．内歯加工時における回転速度制御及び送り速度制御について）
次に、内歯を創成する際に制御装置１００によって実行される回転速度制御及び送り速度制御について説明する。これらの各制御は、工作物Ｗの加工動作の後の非加工状態、即ち、連続加工の場合においては加工動作が完了してから工具Ｔが次の工作物Ｗを切削加工するために第一位置Ｐ１に移動するまでの間に行われる。ここで、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作は、加工動作が完了してから工具Ｔが次の工作物Ｗを切削加工するために第一位置Ｐ１に移動するまでの間に行われる動作である。
次に、内歯を創成する際に制御装置１００によって実行される回転速度制御及び送り速度制御について説明する。これらの各制御は、工作物Ｗの加工動作の後の非加工状態、即ち、連続加工の場合においては加工動作が完了してから工具Ｔが次の工作物Ｗを切削加工するために第一位置Ｐ１に移動するまでの間に行われる。ここで、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作は、加工動作が完了してから工具Ｔが次の工作物Ｗを切削加工するために第一位置Ｐ１に移動するまでの間に行われる動作である。
【0051】
以下、回転速度制御及び送り速度制御について、図８に示すパターンＡの場合と、図９に示すパターンＢの場合とを順番に説明する。ここで、以下の説明において、図８及び図９に示す回転速度に関し、「回転速度ＶＲ１ａ」を「基準回転速度」とする。そして、「回転速度ＶＲ１ａ」は「回転速度ＶＲ１ｂ」よりも高速であるとする。
【0052】
又、以下の説明において、図８及び図９に示す送り速度に関し、「送り速度ＶＳ１ｃ」を「基準送り速度」とする。そして、「送り速度ＶＳ１ａ」、「送り速度ＶＳ１ｂ」及び「送り速度ＶＳ１ｃ」の速度の大きさについては、「送り速度ＶＳ１ｂ」は「送り速度ＶＳ１ａ」以上であり、「送り速度ＶＳ１ｃ」は「送り速度ＶＳ１ｂ」よりも大きいとする。即ち、送り速度に関しては、「送り速度ＶＳ１ｃ」が最も高速であり、次いで「送り速度ＶＳ１ｂ」が高速であり、「送り速度ＶＳ１ａ」が最も低速であるとする。
【0053】
（５－２－１．パターンＡ）
パターンＡでは、制御装置１００は、加工動作において、工作物Ｗを基準回転速度である回転速度ＶＲ１ａで高速回転させる。又、パターンＡでは、制御装置１００は、加工動作において、工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの方向にて工具Ｔを工作物Ｗに対して送り速度ＶＳ１ａにより低速で相対的に移動させる。
パターンＡでは、制御装置１００は、加工動作において、工作物Ｗを基準回転速度である回転速度ＶＲ１ａで高速回転させる。又、パターンＡでは、制御装置１００は、加工動作において、工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの方向にて工具Ｔを工作物Ｗに対して送り速度ＶＳ１ａにより低速で相対的に移動させる。
【0054】
そして、パターンＡでは、制御装置１００は、加工動作完了後から次の加工開始までの間にて、工作物Ｗの被加工部Ｗｗをクーラントの圧力によって洗浄する洗浄時には、工作物Ｗを回転速度ＶＲ１ａよりも低速の回転速度ＶＲ１ｂで回転させる。又、制御装置１００は、洗浄時には、送り速度ＶＳ１ａ以上且つ送り速度ＶＳ１ｃ未満となる送り速度ＶＳ１ｂで工具Ｔを工作物Ｗに対して相対的に移動させる（図８を参照）。
【0055】
このように、洗浄時において、加工動作の場合に比べて工作物Ｗを低速で回転させることにより、加工動作（加工工程）において発生した切屑に作用する遠心力を低減することができる。その結果、切屑は、自重により被加工部Ｗｗから工作物Ｗの内部に落下し易くなる。又、切屑が落下し易くなっている状態において、基準送り速度（送り速度ＶＳ１ｃ）よりも低速な送り速度ＶＳ１ｂで工具Ｔを移動させることにより、切屑にクーラントを比較的長く当てることができる。従って、自重により落下し易くなっている（被加工部Ｗｗから剥がれ易くなっている）切屑を、クーラントの圧力によって噴き飛ばすことができる。
【0056】
又、パターンＡでは、制御装置１００は、加工動作完了後から次の加工開始までの間にて、工作物Ｗの被加工部Ｗｗをクーラントの圧力によって洗浄しない非洗浄時には、工作物Ｗを高速の回転速度ＶＲ１ａで回転させる。又、制御装置１００は、非洗浄時には、最も高速の基準送り速度である送り速度ＶＳ１ｃで工具Ｔを工作物Ｗに対して相対的に移動させる。
【0057】
このように、非洗浄時において工作物Ｗを高速の回転速度ＶＲ１ａで回転させることにより、特に、次の加工開始時において工作物Ｗの回転速度を高速に変更する必要がない。又、非洗浄時において工具Ｔを最も高速な送り速度ＶＳ１ｃで移動させることができる。これにより、第二位置Ｐ２から第三位置Ｐ３及び第四位置Ｐ４を通って第一位置Ｐ１に工具Ｔを戻す（復帰させる）途中で洗浄を行った場合であっても、工具Ｔを素早く戻す（復帰させる）ことができる。従って、歯溝加工装置１のタクトタイムを短縮することができ、工作物Ｗの生産性を向上させることができる。
【0058】
ここで、工作物Ｗの回転速度を変更する場合、制御装置１００は、工具Ｔの回転速度が工作物Ｗの回転速度に同期するように、工具側主軸装置Ｇの作動を制御する。これにより、工作物Ｗと工具Ｔとの間に回転方向における位相差が生じることを防止することができ、次の加工開始時において工作物Ｗと工具Ｔとの間の位相差を調整する必要がない。従って、歯溝加工装置１の生産性を損なうことがない。
【0059】
（５－２－２．パターンＢ）
パターンＢは、上述したパターンＡに比べて、洗浄時における送り速度のみが異なる。即ち、パターンＢでは、制御装置１００は、洗浄時において、送り速度ＶＳ１ａよりも大きな基準送り速度である送り速度ＶＳ１ｃで工具Ｔを工作物Ｗに対して相対的に移動させる（図９を参照）。
パターンＢは、上述したパターンＡに比べて、洗浄時における送り速度のみが異なる。即ち、パターンＢでは、制御装置１００は、洗浄時において、送り速度ＶＳ１ａよりも大きな基準送り速度である送り速度ＶＳ１ｃで工具Ｔを工作物Ｗに対して相対的に移動させる（図９を参照）。
【0060】
このように、洗浄時において、加工動作の場合に比べて工作物Ｗを低速で回転させることにより、切屑が落下し易くなっている状態において、最も高速な送り速度ＶＳ１ｃで工具Ｔを移動させても、切屑にクーラントを当てることができる。従って、パターンＢの場合であっても、自重により落下し易くなっている（被加工部Ｗｗから剥がれ易くなっている）切屑を、クーラントの圧力によって噴き飛ばすことができる。
【0061】
又、パターンＢでは、制御装置１００は、加工動作完了後から次の加工開始までの間にて、洗浄時及び非洗浄時に拘わらず、最も高速の送り速度ＶＳ１ｃで工具Ｔを工作物Ｗに対して相対的に移動させる。これにより、パターンＢの場合には、パターンＡの場合に比べて、工具Ｔを素早く戻す（復帰させる）ことができるため、歯溝加工装置１のタクトタイムを短縮することができ、工作物Ｗの生産性を向上させることができる。
【0062】
（５－３．内歯加工時における回転速度制御及び送り速度制御の具体例）
次に、内歯加工時における回転速度制御及び送り速度制御の具体例について、荒切削及び仕上げ切削の場合を例示して説明する。尚、この具体例においては、回転速度制御及び送り速度制御が戻し送り動作にて行われる場合を例示して説明する。
次に、内歯加工時における回転速度制御及び送り速度制御の具体例について、荒切削及び仕上げ切削の場合を例示して説明する。尚、この具体例においては、回転速度制御及び送り速度制御が戻し送り動作にて行われる場合を例示して説明する。
【0063】
制御装置１００は、図１０に示すように、荒切削及び仕上げ切削の両方で上述したパターンＡに従って回転速度制御及び送り速度制御を実行することができる。これにより、荒切削及び仕上げ切削で発生した切屑に作用する遠心力が低減されて切屑が落下すると共に、方向Ｕ及び方向Ｖに噴出したクーラントを切屑に長く当てることができる。このため、工作物Ｗから切屑を除去することができると共に、除去した切屑をクーラントの圧力により工作物保持具８０を介して外部に除去することができる。
【0064】
又、制御装置１００は、図１０に示すように、荒切削でパターンＡに従って回転速度制御及び送り速度制御を実行し、仕上げ切削で上述したパターンＢに従って回転速度制御及び送り速度制御を実行することができる。この場合では、荒切削において多く発生した大きな切屑は遠心力が低減されているため自重で被加工部Ｗｗから落下する。加えて、荒切削では、工具Ｔが送り速度ＶＳ１ｂで送られるため、被加工部Ｗｗに残った切屑に方向Ｕ及び方向Ｖに噴出したクーラントを長く当ててクーラントの圧力によって噴き飛ばすことができる。そして、除去した切屑をクーラントの圧力により工作物保持具８０を介して外部に除去することができる。
【0065】
一方、仕上げ切削においては、荒切削に比べて発生する切屑の大きさが小さくなると共に発生する切屑の量が少なくなる。このため、工作物Ｗを回転速度ＶＲ１ｂで低速回転させて遠心力を低減した状態でクーラントを当てることによって、切屑を容易に噴き飛ばすことができる。そして、除去した切屑をクーラントの圧力により工作物保持具８０を介して外部に除去することができる。
【0066】
又、制御装置１００は、図１０に示すように、荒切削でパターンＢに従って回転速度制御及び送り速度制御を実行し、仕上げ切削でパターンＡに従って回転速度制御及び送り速度制御を実行することができる。この場合でも、荒切削において多く発生した大きな切屑は遠心力が低減されているため自重で被加工部Ｗｗから落下する。そして、この場合、荒切削では工具Ｔが最も高速な送り速度ＶＳ１ｃで送られる。しかし、被加工部Ｗｗに残った大きな切屑に方向Ｕ及び方向Ｖに噴出したクーラントを当てることができるため、クーラントの圧力によって切屑を噴き飛ばすことができる。そして、除去した切屑をクーラントの圧力により工作物保持具８０を介して外部に除去することができる。
【0067】
一方、仕上げ切削においては、荒切削に比べて発生する切屑の大きさが小さくなると共に発生する切屑の量が少なくなる。このため、工作物Ｗを回転速度ＶＲ１ｂで低速回転させて遠心力を低減した状態で、工具Ｔを送り速度ＶＳ１ｂで戻すことにより、クーラントを長く当てることができるため、切屑を確実に噴き飛ばすことができる。そして、除去した切屑をクーラントの圧力により工作物保持具８０を介して外部に除去することができる。
【0068】
更に、制御装置１００は、図１０に示すように、荒切削及び仕上げ切削の両方でパターンＢに従って回転速度制御及び送り速度制御を実行することができる。この場合においても、荒切削及び仕上げ切削で発生した切屑に作用する遠心力が低減されて切屑が落下すると共に、方向Ｕ及び方向Ｖに噴出したクーラントを切屑に当てることができる。このため、工作物Ｗから切屑を除去することができると共に、除去した切屑をクーラントの圧力により工作物保持具８０を介して外部に除去することができる。
【0069】
又、制御装置１００は、加工動作の完了後、次の加工開始までの間、即ち、非加工状態において、予め設定された時間が経過するまで工具Ｔの工作物Ｗに対する相対的な移動を停止する、所謂、ドウエル（ＮＣコードでＧ０４等）を行うことができる。
【0070】
例えば、戻し送り動作（戻し送り工程）において、洗浄を行う場合、制御装置１００は、退避動作（退避工程）にて工作物Ｗを回転速度ＶＲ１ｂで回転させ、且つ、ドウエルを行う。そして、制御装置１００は、ドウエルを行った後に、工具Ｔを第二位置Ｐ２から第三位置Ｐ３に戻す。或いは、制御装置１００は、退避動作（退避工程）から戻し送り動作（戻し送り工程）に移行する際に工作物Ｗを回転速度ＶＲ１ｂで回転させ、且つ、ドウエルを行う。
【0071】
このように、非加工状態においてドウエルを行うことにより、洗浄時における工作物Ｗを確実に基準回転速度である回転速度ＶＲ１ａよりも低速な回転速度ＶＲ１ｂで回転させることができる。そして、ドウエルの予め設定された時間分だけ、荒切削及び仕上げ切削で発生した切屑に対してクーラントを長時間当てることができる。これにより、クーラントの圧力によって発生した切屑を確実に落下させることができる。
【0072】
（６．歯溝加工装置１による外歯加工の動作）
次に、歯溝加工装置１が外歯加工を行う場合の動作である加工動作、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作について、図６及び図１１を用いて説明する。尚、以下の説明においては、加工初期位置である第一位置Ｐ１にて工具Ｔが工作物Ｗの中心軸線Ｃｗに対して交差角を有する状態で配置され、且つ、工具Ｔと工作物Ｗとが高速回転させながら回転同期する場合を例示する。
次に、歯溝加工装置１が外歯加工を行う場合の動作である加工動作、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作について、図６及び図１１を用いて説明する。尚、以下の説明においては、加工初期位置である第一位置Ｐ１にて工具Ｔが工作物Ｗの中心軸線Ｃｗに対して交差角を有する状態で配置され、且つ、工具Ｔと工作物Ｗとが高速回転させながら回転同期する場合を例示する。
【0073】
（６－１．基本サイクル）
制御装置１００は、図６に示す「切削加工プログラム」を実行することにより、工具側主軸装置Ｇ及び工作物側主軸装置Ｈを協働して作動させ、歯溝加工装置１に加工動作、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作をさせる。ここで、制御装置１００は、加工動作、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作において、高圧のクーラントを継続して噴出穴９４及び噴出穴４５から噴出する状態を維持する。
制御装置１００は、図６に示す「切削加工プログラム」を実行することにより、工具側主軸装置Ｇ及び工作物側主軸装置Ｈを協働して作動させ、歯溝加工装置１に加工動作、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作をさせる。ここで、制御装置１００は、加工動作、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作において、高圧のクーラントを継続して噴出穴９４及び噴出穴４５から噴出する状態を維持する。
【0074】
制御装置１００は、「切削加工プログラム」の実行をステップＳ１０にて開始する。続いて、制御装置１００は、ステップＳ１１にて、切削加工により工作物Ｗである外歯車に被加工部Ｗｗである外歯を創成する（加工工程）。加工工程においては、制御装置１００は、図１１に示すように、加工初期位置である第一位置Ｐ１に配置した工具Ｔを加工終了位置である第二位置Ｐ２まで工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの方向に工作物Ｗに対して相対移動させる。従って、歯溝加工装置１は、加工工程において加工動作を行う。
【0075】
ステップＳ１１にて加工工程を行うと、制御装置１００は、ステップＳ１２にて、図１１に示すように、第二位置Ｐ２まで相対移動した工具Ｔを、退避位置である第三位置Ｐ３に向けた退避動作により、退避させる（退避工程）。退避工程においては、制御装置１００は、図１１に示すように、加工終了位置である第二位置Ｐ２にある工具Ｔを、工作物Ｗの径方向外方に向けて工作物Ｗに対して相対移動させて、退避位置である第三位置Ｐ３に配置する。従って、歯溝加工装置１は、退避工程において退避動作を行う。
【0076】
続いて、制御装置１００は、ステップＳ１３にて、図１１に示すように、第三位置Ｐ３に退避した工具Ｔを、戻し位置である第四位置Ｐ４に向けた戻し送り動作により、戻す（戻し送り工程）。戻し送り工程においては、制御装置１００は、図１１に示すように、退避位置である第三位置Ｐ３に配置した工具Ｔを戻り位置である第四位置Ｐ４まで工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの方向に工作物Ｗに対して相対移動させる。従って、歯溝加工装置１は、戻し送り工程において、戻し送り動作を行う。
【0077】
ステップＳ１３にて戻し送り工程を行うと、制御装置１００は、ステップＳ１４にて、図１１に示すように、第四位置Ｐ４に戻した工具Ｔを、第一位置Ｐ１に向けた復帰動作により、復帰させる（復帰工程）。復帰工程においては、制御装置１００は、図１１に示すように、戻し送り位置である第四位置Ｐ４に配置した工具Ｔを加工開始位置である第一位置Ｐ１まで工作物Ｗの径方向内方に向けて工作物Ｗに対して相対移動させる。従って、歯溝加工装置１は、復帰工程において復帰動作を行う。
【0078】
ここで、歯溝加工装置１が工作物Ｗを連続して加工する連続加工においては、工具Ｔを第一位置Ｐ１に復帰させることにより、次の工作物Ｗを加工することができる。一方、連続加工において最後の工作物Ｗを加工する場合のように、次に加工する工作物Ｗがない場合には、制御装置１００は、工具Ｔを第一位置Ｐ１に復帰させず、例えば、第一位置Ｐ１とは異なる図７にて図示省略の原点位置に工具Ｔを移動させる。尚、原点位置が第一位置Ｐ１と同一となる場合であっても良い。
【0079】
（６－２．外歯加工時における回転速度制御及び送り速度制御について）
次に、外歯を創成する際に制御装置１００によって実行される回転速度制御及び送り速度制御について説明する。これらの各制御は、工作物Ｗの加工動作の後の非加工状態、即ち、連続加工の場合においては加工動作が完了してから工具Ｔが次の工作物Ｗを切削加工するために第一位置Ｐ１に移動するまでの間に行われる。ここで、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作は、加工動作が完了してから工具Ｔが次の工作物Ｗを切削加工するために第一位置Ｐ１に移動するまでの間に行われる動作である。
次に、外歯を創成する際に制御装置１００によって実行される回転速度制御及び送り速度制御について説明する。これらの各制御は、工作物Ｗの加工動作の後の非加工状態、即ち、連続加工の場合においては加工動作が完了してから工具Ｔが次の工作物Ｗを切削加工するために第一位置Ｐ１に移動するまでの間に行われる。ここで、退避動作、戻し送り動作及び復帰動作は、加工動作が完了してから工具Ｔが次の工作物Ｗを切削加工するために第一位置Ｐ１に移動するまでの間に行われる動作である。
【0080】
以下、回転速度制御及び送り速度制御について、図１２に示すパターンＣの場合と、図１３に示すパターンＤの場合とを順番に説明する。ここで、以下の説明において、図１２及び図１３に示す回転速度に関し、「回転速度ＶＲ２ａ」を「基準回転速度」とする。そして、「回転速度ＶＲ２ｂ」は「回転速度ＶＲ２ａ」よりも高速であるとする。
【0081】
又、以下の説明において、図１２及び図１３に示す送り速度に関し、「送り速度ＶＳ２ｃ」を「基準送り速度」とする。そして、「送り速度ＶＳ２ａ」、「送り速度ＶＳ２ｂ」及び「送り速度ＶＳ２ｃ」の速度の大きさについては、「送り速度ＶＳ２ｂ」は「送り速度ＶＳ２ａ」以上であり、「送り速度ＶＳ２ｃ」は「送り速度ＶＳ２ｂ」よりも大きいとする。即ち、送り速度に関しては、「送り速度ＶＳ２ｃ」が最も高速であり、次いで「送り速度ＶＳ２ｂ」が高速であり、「送り速度ＶＳ２ａ」が最も低速であるとする。
【0082】
（６－２－１．パターンＣ）
パターンＣでは、制御装置１００は、加工動作において、工作物Ｗを基準回転速度である回転速度ＶＲ２ａで回転させる。又、パターンＡでは、制御装置１００は、加工動作において、工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの方向にて工具Ｔを工作物Ｗに対して送り速度ＶＳ２ａにより低速で相対的に移動させる。
パターンＣでは、制御装置１００は、加工動作において、工作物Ｗを基準回転速度である回転速度ＶＲ２ａで回転させる。又、パターンＡでは、制御装置１００は、加工動作において、工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの方向にて工具Ｔを工作物Ｗに対して送り速度ＶＳ２ａにより低速で相対的に移動させる。
【0083】
そして、パターンＣでは、制御装置１００は、加工動作完了後から次の加工開始までの間にて、工作物Ｗの被加工部Ｗｗをクーラントの圧力によって洗浄する洗浄時には、工作物Ｗを回転速度ＶＲ２ａよりも高速の回転速度ＶＲ２ｂで回転させる。又、制御装置１００は、洗浄時には、送り速度ＶＳ２ａ以上且つ送り速度ＶＳ２ｃ未満となる送り速度ＶＳ２ｂで工具Ｔを工作物Ｗに対して相対的に移動させる（図１２を参照）。
【0084】
このように、洗浄時において、加工動作の場合に比べて工作物Ｗを高速で回転させることにより、加工動作（加工工程）において発生した切屑に作用する遠心力を増大することができる。その結果、切屑は、遠心力より被加工部Ｗｗから工作物Ｗの外方に飛散し易くなる。又、切屑が飛散し易くなっている状態において、基準送り速度よりも低速な送り速度ＶＳ２ｂで工具Ｔを移動させることにより、切屑にクーラントを比較的長く当てることができる。従って、遠心力により飛散し易くなっている（被加工部Ｗｗから剥がれ易くなっている）切屑を、クーラントの圧力によって噴き飛ばすことができる。
【0085】
又、パターンＣでは、制御装置１００は、加工動作完了後から次の加工開始までの間にて、工作物Ｗの被加工部Ｗｗをクーラントの圧力によって洗浄しない非洗浄時には、工作物Ｗを回転速度ＶＲ２ａで回転させる。又、制御装置１００は、非洗浄時には、最も高速の基準送り速度である送り速度ＶＳ２ｃで工具Ｔを工作物Ｗに対して相対的に移動させる。
【0086】
このように、非洗浄時において工作物Ｗを高速の回転速度ＶＲ２ａで回転させることにより、特に、次の加工開始時において工作物Ｗの回転速度を高速に変更する必要がない。又、非洗浄時において工具Ｔを最も高速な送り速度ＶＳ２ｃで移動させることができる。これにより、第二位置Ｐ２から第三位置Ｐ３及び第四位置Ｐ４を通って第一位置Ｐ１に工具Ｔを戻す（復帰させる）途中で洗浄を行った場合であっても、工具Ｔを素早く戻す（復帰させる）ことができる。従って、歯溝加工装置１のタクトタイムを短縮することができ、工作物Ｗの生産性を向上させることができる。
【0087】
ここで、工作物Ｗの回転速度を変更する場合、制御装置１００は、工具Ｔの回転速度が工作物Ｗの回転速度に同期するように、工具側主軸装置Ｇの作動を制御する。これにより、工作物Ｗと工具Ｔとの間に回転方向における位相差が生じることを防止することができ、次の加工開始時において工作物Ｗと工具Ｔとの間の位相差を調整する必要がない。従って、歯溝加工装置１の生産性を損なうことがない。
【0088】
（６－２－２．パターンＤ）
パターンＤは、上述したパターンＣに比べて、洗浄時における送り速度のみが異なる。即ち、パターンＢでは、制御装置１００は、洗浄時において、送り速度ＶＳ２ａよりも大きな基準送り速度である送り速度ＶＳ２ｃで工具Ｔを工作物Ｗに対して相対的に移動させる（図１３を参照）。
パターンＤは、上述したパターンＣに比べて、洗浄時における送り速度のみが異なる。即ち、パターンＢでは、制御装置１００は、洗浄時において、送り速度ＶＳ２ａよりも大きな基準送り速度である送り速度ＶＳ２ｃで工具Ｔを工作物Ｗに対して相対的に移動させる（図１３を参照）。
【0089】
このように、洗浄時において、加工動作の場合に比べて工作物Ｗを高速で回転させることにより、切屑が飛散し易くなっている状態において、最も高速な送り速度ＶＳ２ｃで工具Ｔを移動させても、切屑にクーラントを当てることができる。従って、パターンＤの場合であっても、遠心力により飛散し易くなっている（被加工部Ｗｗから剥がれ易くなっている）切屑を、クーラントの圧力によって噴き飛ばすことができる。
【0090】
又、パターンＤでは、制御装置１００は、加工動作完了後から次の加工開始までの間にて、洗浄時及び非洗浄時に拘わらず、最も高速の送り速度ＶＳ２ｃで工具Ｔを工作物Ｗに対して相対的に移動させる。これにより、パターンＤの場合には、パターンＣの場合に比べて、工具Ｔを素早く戻す（復帰させる）ことができるため、歯溝加工装置１のタクトタイムを短縮することができ、工作物Ｗの生産性を向上させることができる。
【0091】
（６－３．外歯加工時における回転速度制御及び送り速度制御の具体例）
次に、外歯加工時における回転速度制御及び送り速度制御の具体例について、荒切削及び仕上げ切削の場合を例示して説明する。尚、この具体例においては、回転速度制御及び送り速度制御が戻し送り動作にて行われる場合を例示して説明する。
次に、外歯加工時における回転速度制御及び送り速度制御の具体例について、荒切削及び仕上げ切削の場合を例示して説明する。尚、この具体例においては、回転速度制御及び送り速度制御が戻し送り動作にて行われる場合を例示して説明する。
【0092】
制御装置１００は、図１４に示すように、荒切削及び仕上げ切削の両方で上述したパターンＣに従って回転速度制御及び送り速度制御を実行することができる。これにより、荒切削及び仕上げ切削で発生した切屑に作用する遠心力が増大されて切屑が飛散すると共に、方向Ｕ及び方向Ｖに噴出したクーラントを切屑に長く当てることができる。このため、工作物Ｗから切屑を除去することができると共に、除去した切屑をクーラントの圧力により工作物保持具８０を介して外部に除去することができる。
【0093】
又、制御装置１００は、図１４に示すように、荒切削でパターンＣに従って回転速度制御及び送り速度制御を実行し、仕上げ切削で上述したパターンＤに従って回転速度制御及び送り速度制御を実行することができる。この場合では、荒切削において多く発生した大きな切屑は遠心力が増大されているため被加工部Ｗｗから飛散する。加えて、荒切削では、工具Ｔが送り速度ＶＳ２ｂで送られるため、被加工部Ｗｗに残った切屑に方向Ｕ及び方向Ｖに噴出したクーラントを長く当ててクーラントの圧力によって噴き飛ばすことができる。そして、除去した切屑をクーラントの圧力により工作物保持具８０を介して外部に除去することができる。
【0094】
一方、仕上げ切削においては、荒切削に比べて発生する切屑の大きさが小さくなると共に発生する切屑の量が少なくなる。このため、工作物Ｗを回転速度ＶＲ２ｂで高速回転させて遠心力を増大した状態でクーラントを当てることによって、切屑を容易に噴き飛ばすことができる。そして、除去した切屑をクーラントの圧力により工作物保持具８０を介して外部に除去することができる。
【0095】
又、制御装置１００は、図１４に示すように、荒切削でパターンＤに従って回転速度制御及び送り速度制御を実行し、仕上げ切削でパターンＣに従って回転速度制御及び送り速度制御を実行することができる。この場合でも、荒切削において多く発生した大きな切屑は遠心力が増大されているため被加工部Ｗｗから飛散する。そして、この場合、荒切削では工具Ｔが最も高速な送り速度ＶＳ２ｃで送られる。しかし、被加工部Ｗｗに残った大きな切屑に方向Ｕ及び方向Ｖに噴出したクーラントを当てることができるため、クーラントの圧力によって切屑を噴き飛ばすことができる。そして、除去した切屑をクーラントの圧力により工作物保持具８０を介して外部に除去することができる。
【0096】
一方、仕上げ切削においては、荒切削に比べて発生する切屑の大きさが小さくなると共に発生する切屑の量が少なくなる。このため、工作物Ｗを回転速度ＶＲ２ｂで高速回転させて遠心力を増大した状態で、工具Ｔを送り速度ＶＳ２ｂで戻すことにより、クーラントを長く当てることができるため、切屑を確実に噴き飛ばすことができる。そして、除去した切屑をクーラントの圧力により工作物保持具８０を介して外部に除去することができる。
【0097】
更に、制御装置１００は、図１４に示すように、荒切削及び仕上げ切削の両方でパターンＤに従って回転速度制御及び送り速度制御を実行することができる。この場合においても、荒切削及び仕上げ切削で発生した切屑に作用する遠心力が増大されて切屑が飛散すると共に、方向Ｕ及び方向Ｖに噴出したクーラントを切屑に当てることができる。このため、工作物Ｗから切屑を除去することができると共に、除去した切屑をクーラントの圧力により工作物保持具８０を介して外部に除去することができる。
【0098】
又、制御装置１００は、加工動作の完了後、次の加工開始までの間、即ち、非加工状態において、ドウエルを行うことができる。例えば、戻し送り動作（戻し送り工程）において、洗浄を行う場合、制御装置１００は、退避動作（退避工程）にて工作物Ｗを回転速度ＶＲ２ｂで回転させ、且つ、ドウエルを行う。そして、制御装置１００は、ドウエルを行った後に、工具Ｔを第二位置Ｐ２から第三位置Ｐ３に戻す。或いは、制御装置１００は、退避動作（退避工程）から戻し送り動作（戻し送り工程）に移行する際に工作物Ｗを回転速度ＶＲ２ｂで回転させ、且つ、ドウエルを行う。
【0099】
このように、非加工状態においてドウエルを行うことにより、洗浄時における工作物Ｗを確実に基準回転速度である回転速度ＶＲ２ａよりも低速な回転速度ＶＲ２ｂで回転させることができる。そして、ドウエルの予め設定された時間分だけ、荒切削及び仕上げ切削で発生した切屑に対してクーラントを長時間当てることができる。これにより、クーラントの圧力によって発生した切屑を確実に落下させることができる。
【0100】
（６．歯溝加工装置１による効果）
以上の説明から理解できるように、歯溝加工装置１においては、加工動作の後の非加工状態において、内歯車等の工作物Ｗを基準回転速度である回転速度ＶＲ１ａよりも低速な回転速度ＶＲ１ｂで回転させることができる。又、歯溝加工装置１においては、加工動作の後の非加工状態において、外歯車等の工作物Ｗを回転速度ＶＲ２ａよりも高速な回転速度ＶＲ２ｂで回転させることができる。更に、洗浄時において、適宜、工具Ｔを基準送り速度である送り速度ＶＳ１ｃ（送り速度ＶＳ２ｃ）よりも低速な送り速度ＶＳ１ｂ（送り速度ＶＳ２ｂ）で工作物Ｗに対して相対的に移動させることができる。
以上の説明から理解できるように、歯溝加工装置１においては、加工動作の後の非加工状態において、内歯車等の工作物Ｗを基準回転速度である回転速度ＶＲ１ａよりも低速な回転速度ＶＲ１ｂで回転させることができる。又、歯溝加工装置１においては、加工動作の後の非加工状態において、外歯車等の工作物Ｗを回転速度ＶＲ２ａよりも高速な回転速度ＶＲ２ｂで回転させることができる。更に、洗浄時において、適宜、工具Ｔを基準送り速度である送り速度ＶＳ１ｃ（送り速度ＶＳ２ｃ）よりも低速な送り速度ＶＳ１ｂ（送り速度ＶＳ２ｂ）で工作物Ｗに対して相対的に移動させることができる。
【0101】
従って、内歯車等の工作物Ｗの場合には、遠心力が低減された切屑が工作物Ｗの内部に落下しやすくなり、更には遠心力が低減された切屑にクーラントを当てることにより、切屑を工作物Ｗから除去することができる。又、外歯車等の工作物Ｗの場合には、遠心力が増大された切屑が工作物Ｗの外部に飛散しやすくなり、更には遠心力が増大された切屑にクーラントを当てることにより、切屑を工作物Ｗから除去することができる。従って、切削加工によって発生した切屑を除去する除去性能を向上させることができる。
【0102】
更に、内歯車等の工作物Ｗの場合、歯溝等の溝部に存在する切屑は、遠心力が低減された状態で、例えば、噴出穴４５からクーラントを当てることにより、溝部に沿って押し出されやすくなって効率的に排出（除去）される。又、外歯車等の工作物Ｗの場合、歯溝等の溝部に存在する切屑は、遠心力が増大された状態で、例えば、噴出穴４５からクーラントを当てることにより、溝部に沿って押し出されやすくなって効率的に排出（除去）される。これらの場合、更にはクーラント自体の潤滑作用により、切屑の排出が増進される。
【符号の説明】
【0103】
１…歯溝加工装置、１０…ベッド、２０…コラム、３０…サドル、４０…回転主軸（工具側主軸装置）、Ｔ…工具、Ｔａ…工具刃（加工部）、４２…工具ホルダ、４５…噴出穴、５０…テーブル（工作物側主軸装置）、６０…チルトテーブル（工作物側主軸装置）、７０…ターンテーブル（工作物側主軸装置）、８０…工作物保持具、９４…噴出穴、１００…制御装置、Ｃｗ…中心軸線、Ｇ…工具側主軸装置、Ｈ…工作物側主軸装置、Ｐ１…第一位置、Ｐ２…第二位置、Ｐ３…第三位置、Ｐ４…第四位置、Ｐ５…原点位置、ＶＲ１ａ，ＶＲ２ａ…基準回転速度、ＶＲ１ｂ，ＶＲ２ｂ…回転速度、ＶＳ１ｃ，ＶＳ２ｃ…基準送り速度、ＶＳ１ａ，ＶＳ１ｂ，ＶＳ２ａ，ＶＳ２ｂ…送り速度、Ｗ…工作物、Ｗｗ…被加工部
【図1】
【図2】
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【図8】
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【図14】