特許 7439403 砥石による研削加工方法

(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】2024-02-19

(45)【発行日】2024-02-28

(54)【発明の名称】砥石による研削加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23F 5/08 20060101AFI20240220BHJP

   B24B 19/02 20060101ALI20240220BHJP

   B23F 21/02 20060101ALI20240220BHJP

【ＦＩ】

B23F5/08

B24B19/02

B23F21/02

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019130075

(22)【出願日】2019-07-12

(65)【公開番号】P2021013989

(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】山田 晃平

(72)【発明者】

【氏名】疋田 雅也

【審査官】小川 真

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０７７００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０２４１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１４９２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０３０３４２２０（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｆ ５／０２

Ｂ２３Ｆ ９／０２

Ｂ２３Ｆ １９／０２

Ｂ２３Ｆ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械の主軸に同軸的に連結されて回転駆動されると共に環状の工作物に対して前記工作物の中心軸線の方向に相対的に前進及び後進が可能であり、且つ、中心軸線の方向の成分を有する一以上の突条の加工部を備える砥石を用いて、回転駆動される前記工作物に創成された溝形状の被加工部に研削加工を施す、砥石による研削加工方法であって、
前記加工部は、外周面を研削部位として構成され、前記砥石の前記工作物に向けた進行方向にて前方となる前方端部から前記進行方向にて後方となる後方端部までの全域にわたって、前記前方端部から前記後方端部に行くに従って径が大きくなる円錐状外接面を有するように形成されており、
前記加工部の前記研削部位を前記被加工部に接触させるために、前記砥石の中心軸線と前記工作物の中心軸線とが所定の交差角を有するように前記砥石を傾斜させた加工初期位置に前記工作物及び前記砥石を配置する配置工程と、
前記工作物及び前記砥石を同期して回転させた状態で、前記加工初期位置に配置された前記砥石を前記工作物に対して相対的に前進させることにより、前記加工部の前記研削部位を前記前方端部から前記後方端部まで順に前記被加工部に接触させて前記被加工部に研削加工を施す研削加工工程と、を備えた、砥石による研削加工方法。

【請求項2】

前記砥石の中心軸線に沿った断面における断面形状において、前記研削部位の外形線は直線である、請求項１に記載の砥石による研削加工方法。

【請求項3】

前記研削部位において、前記前方端部を含む領域の砥粒の大きさは前記後方端部を含む領域の砥粒の大きさよりも大きい、請求項１又は請求項２に記載の砥石による研削加工方法。

【請求項4】

前記研削加工工程において、前記研削部位と前記被加工部に接触させる際に、前記前方端部で前記被加工部を研削しない、請求項１に記載の砥石による研削加工方法。

【請求項5】

前記被加工部の前記溝形状は、前記工作物の歯幅方向に延設される、請求項１－４のうちの何れか一項に記載の砥石による研削加工方法。

【請求項6】

前記被加工部の前記溝形状は、歯形である、請求項１－５のうちの何れか一項に記載の砥石による研削加工方法。

【請求項7】

前記被加工部は、前記工作物の内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に創成された、請求項１－６のうちの何れか一項に記載の砥石による研削加工方法。

【請求項8】

前記工作物は、前記内周面に内歯の創成された内歯車又は前記外周面に外歯の創成された外歯車である、請求項７に記載の砥石による研削加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、砥石による研削加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、例えば、特許第５２２２１２５号公報に開示された内歯車加工用樽型ねじ状工具（以下、「従来の工具」と称呼する。）が知られている。この従来の工具は、砥石であり、加工時に工作物に対して交差角が与えられた状態で噛み合わせて工作物を研削するようになっている。このため、砥石は、軸方向中間部から軸方向両端部に向かうに従って、径が漸次小さくなるような樽型且つ砥石歯がねじ状に形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５２２２１２５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、上記従来の工具においては、加工時における工作物との干渉を回避する必要があるために、工作物の加工状態に応じて砥石を樽形状にしたり砥石歯の形状を変更したりする必要がある。このため、砥石が特殊な形状になって高価であり、砥石が特殊な形状になる程、砥石のメンテナンスの煩雑になる。その結果、砥石の製造及び維持に要する費用が増大する場合がある。

【0005】

本発明は、安価な砥石を用いることが可能な砥石による研削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】

【0006】

本発明に係る砥石による研削加工方法は、工作機械の主軸に同軸的に連結されて回転駆動されると共に環状の工作物に対して工作物の中心軸線の方向に相対的に前進及び後進が可能であり、且つ、中心軸線の方向の成分を有する一以上の突条の加工部を備える砥石を用いて、回転駆動される工作物に創成された溝形状の被加工部に研削加工を施す、砥石による研削加工方法であって、加工部は、外周面を研削部位として構成され、砥石の工作物に向けた進行方向にて前方となる前方端部から進行方向にて後方となる後方端部までの全域にわたって、前記前方端部から前記後方端部に行くに従って径が大きくなる円錐状外接面を有するように形成されており、加工部の研削部位を被加工部に接触させるために、砥石の中心軸線と工作物の中心軸線とが所定の交差角を有するように砥石を傾斜させた加工初期位置に工作物及び砥石を配置する配置工程と、工作物及び砥石を同期して回転させた状態で、加工初期位置に配置された砥石を工作物に対して相対的に前進させることにより、加工部の研削部位を前方端部から後方端部まで順に被加工部に接触させて被加工部に研削加工を施す研削加工工程と、を備える。

【0007】

これによれば、後方端部から前方端部へ行くに従って、径方向において研削部位と被加工部との接触を減らすことができる。又、前方端部が被加工部と干渉することを防止することもできる。従って、砥石を、例えば、従来の樽状の砥石を製造する場合に比べて安価に製造することができると共に加工部のメンテナンスを容易に行うことができ、維持に要する費用を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】歯車研削盤の構成を概略的に示す概略平面図である。

【図2】内歯車の構成を概略的に示す概略斜視図である。

【図3A】砥石と工作物の基準位置を説明するための平面図である。

【図3B】図３Ａの背面図である。

【図4A】砥石と工作物との間の交差角を説明するための平面図である。

【図4B】図４Ａの背面図である。

【図5】砥石の構成を説明するための図である。

【図6】砥石の他例の構成を説明するための図である。

【図7】電着工具の構成を説明するための図である。

【図8】電着工具の構成を説明するための図である。

【図9】研削加工方法を説明するためのフローチャートである。

【図10】研削加工の状態を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（１．砥石による研削加工方法の概要）
以下、本発明の砥石による切削加工方法を、図１から図１０を用いて説明する。本発明の砥石による研削加工方法は、工作機械である歯車研削盤１０の工具主軸１１に同軸的に連結されて回転駆動されると共に環状の工作物Ｗに対して工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの方向に相対的に前進及び後進が可能であり、且つ、中心軸線Ｃｔの方向の成分を有する一以上の突条の加工部である砥石歯部２３を備える砥石２０を用いて、回転駆動される工作物Ｗに創成された溝形状の被加工部Ｗｗに研削加工を施す。

【0010】

本発明の砥石による研削加工方法における適用対象の工作機械として歯車研削盤１０は、環状の工作物である内歯車や外歯車を製造する際にスカイビング加工が可能なマシニングセンタを利用することができる。又、本発明の砥石による研削加工方法における適用対象の環状の工作物Ｗは、溝形状の被加工部Ｗｗが内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に創成されるものであり、一例として被加工部の溝形状が歯形である内歯の創成された内歯車や外歯の創成された外歯車を挙げることができる。尚、内歯車や外歯車の場合、工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの方向の成分を有していれば、溝形状がスプライン溝や、はす歯溝、ねじり角溝を有することも可能である。

【0011】

更に、本発明の砥石による研削加工方法における砥石２０は、砥石歯部２３を構成する一以上の突条である砥石歯２３ａを備えている。砥石歯２３ａは、例えば、外周面であり歯先面である歯先部２３ｄと、歯先部２３ｄに対して回転方向両側に設けられた歯面である歯側部２３ｅと、歯底面である歯底部２３ｆと、アーバ２１側の端面である後方端部２３ｂと、中心軸線の方向にてアーバ２１と反対側の端面である前方端部２３ｃと、からなっている。そして、歯側部２３ｅは、工作物Ｗの被加工部Ｗｗであって、例えば、歯車の歯における歯先と歯底とを除く歯面Ｗｅの研削を行う研削部位である。ここで、砥石歯部２３（歯側部２３ｅ）は、砥石２０の工作物Ｗに向けた進行方向にて前方となる前方端部２３ｃから進行方向にて後方となる後方端部２３ｂに行くに従って径が大きくなる円錐状外接面を有するように形成されている。

【0012】

ここで、砥石２０としては、前方端部２３ｃから後方端部２３ｂに行くに従って径が大きくなる円錐台等の単純形状を有する砥石本体２２の周面に砥石歯部２３を備えたものを挙げることができる。又、砥石２０としては、鉄又はアルミニウム等の金属の砥石本体２２に形成された歯の表面、特に歯側部２３ｅに砥粒を電着した電着工具を用いることができる。

【0013】

本発明の砥石による研削加工方法では、配置工程において、砥石２０の中心軸線Ｃｔと工作物Ｗの中心軸線Ｃｗとが所定の交差角θを有するように砥石２０を傾斜させる。そして、本発明の砥石による研削加工方法では、研削加工工程において、工作物Ｗ及び砥石２０を砥石２０の砥石歯２３ａと工作物Ｗの被加工部Ｗｗ（歯面Ｗｅ）とが互いに噛み合うように同期して回転させる動作と、加工初期位置に配置された砥石２０を工作物Ｗに向けて相対的に前進させる動作とを連系させることにより、研削部位である歯側部２３ｅを前方端部２３ｃから後方端部２３ｂまで順に被加工部Ｗｗ（歯面Ｗｅ）に接触させて被加工部Ｗｗ（歯面Ｗｅ）に研削加工を施す。この場合、加工初期位置から研削加工を施すため、本発明の砥石による研削加工方法における加工経路は、例えば、工具等を前進させる周知のスカイビング加工の加工経路と同じになる。

【0014】

砥石２０を加工初期位置に配置してから工作物Ｗに対して相対移動させる場合、歯側部２３ｅにおいては、前方端部２３ｃから前方端部２３ｃと後方端部２３ｂとの間の中間部にかけて接触した場合は、被加工部Ｗｗである内歯の内径側から内径側と外径側との間の中間径にかけて接触するようになる。更に、砥石２０が工作物Ｗに対して相対移動すると、歯側部２３ｅにおいては、前方端部２３ｃから大径の後方端部２３ｂにかけて接触した場合は、工作物Ｗが内歯車であれば、被加工部である内歯の内径側から外径側にかけて接触する。

【0015】

ここで、研削加工工程において、歯側部２３ｅを被加工部Ｗｗに接触させる際に、前方端部２３ｃの軸方向端面は被加工部Ｗｗに接触しない。つまり、前方端部２３ｃの歯側部２３ｅは研削加工可能であるものの、軸方向端面は被加工部Ｗｗを研削加工しない。

【0016】

従って、砥石２０においては、加工初期位置から工作物Ｗに対して相対移動することにより、歯側部２３ｅが被加工部Ｗｗに接触する位置は、小径の前方端部２３ｃから大径の後方端部２３ｂに向けて順次拡大する。これにより、砥石２０の歯側部２３ｅの研削加工に伴う研削量（仕事量）が分散され、その結果、砥石歯部２３即ち歯側部２３ｅにおける局所的な摩耗の進行が防止される。

【0017】

従って、砥石２０の寿命を延ばすことができる。又、砥石２０の砥石歯部２３即ち歯側部２３ｅは、小径の前方端部２３ｃと大径の後方端部２３ｂを有する円錐状である。前方端部２３ｃは外径側から内径側まで砥石歯２３ａがないため、工作物Ｗと干渉することを防止して研削加工を施すことができる。従って、砥石２０のメンテナンスが容易に行うことができると共にメンテナンス頻度を低減することができ、更には、砥石２０を安価に製造することができる。従って、砥石の製造及び維持に要する費用を低減することができる。

【0018】

（２．歯車研削盤１０の構成）
歯車研削盤１０について図面を参照しながら説明する。歯車研削盤１０は、図１に示すように、例えば、直交三軸（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及び砥石２０の中心軸線Ｃｔ）回りの回転、及び、Ａ軸線回りの回転が可能な五軸マシニングセンタである。歯車研削盤１０は、図２に示すように、内歯車である工作物Ｗの内周面に被加工部Ｗｗである歯面Ｗｅを砥石２０によって研削加工するものである。

【0019】

歯車研削盤１０は、工具側主軸装置Ｍと、工作物側主軸装置Ｎと、研削の動作制御を行う制御装置１５とを備えている。尚、図示を省略するが、歯車研削盤１０は、複数の工具を収容可能な工具マガジンや、複数種類の砥石２０を交換する砥石交換装置等を備えることができる。

【0020】

工具側主軸装置Ｍは、砥石２０を支持して回転可能な工具主軸１１を備えている。工具主軸１１は、チャック１１ａを介して砥石２０の中心軸線Ｃｔの回りに回転可能に支持する。又、工具側主軸装置Ｍは、図示省略のベッド上にてＹ軸線方向に移動可能なコラム１３により、Ｚ軸線方向に移動可能に支持されている。従って、砥石２０は、中心軸線Ｃｔの回りに回転可能であり、且つ、ベッドに対してＹ軸線方向及びＺ軸線方向に移動可能となる。

【0021】

工作物側主軸装置Ｎは、工作物Ｗを支持して回転可能であり、工具主軸１１と相対移動可能な工作物主軸１２を備えている。工作物主軸１２は、保持具１２ａを介して工作物ＷをＣ軸線回り、即ち、工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの回りに回転可能に支持する。又、工作物側主軸装置Ｎは、工作物主軸１２をＡ軸線の回りに回転可能（チルト（傾斜）可能）に支持するターンテーブル１２ｂと、ターンテーブル１２ｂをベッド上にてＸ軸線方向に移動に支持するＸ軸テーブル１４と、を備えている。従って、工作物Ｗは、工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの回りに回転可能となり、ベッドに対してＡ軸線の回りに回転可能且つＸ軸線方向即ち砥石２０に対して相対移動可能となる。

【0022】

制御装置１５は、工具主軸１１の移動用の図示省略のボールねじ機構及び駆動モータ（コラム１３に設けられている）を駆動制御して、工具主軸１１に支持される砥石２０をＹ軸線方向及びＺ軸線方向に移動させる。又、制御装置１５は、工具側主軸装置Ｍに設けられていて、工具主軸１１の回転用の図示省略の駆動モータを制御して、工具主軸１１に支持される砥石２０を中心軸線Ｃｔの回りに回転させる。

【0023】

又、制御装置１５は、工作物主軸１２の移動用の図示省略のボールねじ機構及び駆動モータ（Ｘ軸テーブル１４に設けられている）を駆動制御して、工作物主軸１２に支持される工作物ＷをＺ軸線方向に移動させる。又、制御装置１５は、工作物主軸１２の回転用の図示省略の駆動モータ（工作物側主軸装置Ｎに設けられている）を制御して、工作物主軸１２に支持される工作物Ｗを中心軸線Ｃｗの回りに回転させる。更に、制御装置１５は、ターンテーブル１２ｂ用の駆動モータを駆動制御して、ターンテーブル１２ｂに支持される工作物ＷをＡ軸線の回りに回転させる。

【0024】

尚、工作物Ｗを工具主軸１１即ち砥石２０に対して相対的にＡ軸線の回りに回転させることに代えて、砥石２０を工作物Ｗに対してＡ軸線の回りに回転させるように構成することも可能である。この場合には、工具主軸１１は、ターンテーブルに支持されるように構成される。

【0025】

そして、制御装置１５は、工作物Ｗに研削加工を施す際には、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、工具主軸１１に支持される砥石２０の中心軸線Ｃｔと工作物主軸１２に支持される工作物Ｗの中心軸線Ｃｗとを平行な位置（基準位置）にする。尚、以下の説明において、中心軸線Ｃｔ及び中心軸線Ｃｗを通る平面を基準平面ＢＰとする。

【0026】

又、制御装置１５は、工作物Ｗが砥石２０よりも工具主軸１１側になるように砥石２０を配置する。そして、制御装置１５は、ターンテーブル１２ｂ用の駆動モータを駆動制御して、ターンテーブル１２ｂに支持される工作物ＷをＡ軸線の回りに回転させる。これにより、制御装置１５は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、基準平面ＢＰから垂直な方向に向かって工具主軸１１に支持されている砥石２０の中心軸線Ｃｔを交差角θだけ傾斜させる。この交差角θは、工作物Ｗである内歯車の歯面Ｗｅのねじれ角αに基づいて調整され、且つ、砥石２０の研削部位である歯側部２３ｅと工作物Ｗの歯面Ｗｅとの間の逃げ角を確保するように決定される。これにより、砥石２０は、加工初期位置から工作物Ｗに向けて、即ち、通常広く行われているような工具等を前進させるスカイビング加工と同じ加工経路となるように、工作物Ｗの研削加工を行う。

【0027】

具体的に、制御装置１５は、砥石２０を加工初期位置に配置した状態で、工具主軸１１の回転用の駆動モータを駆動制御する。そして、制御装置１５は、工具主軸１１に支持された砥石２０を中心軸線Ｃｔの回りに回転させる。又、制御装置１５は、工作物主軸１２の回転用の駆動モータを駆動制御して、工作物主軸１２に支持された工作物Ｗを中心軸線Ｃｗの回りに回転させる。このとき、制御装置１５は、砥石２０の砥石歯２３ａと工作物Ｗの歯面Ｗｅとが互いに噛み合って同期して回転するように、工具主軸１１及び工作物主軸１２の各回転用の駆動モータを駆動制御する。

【0028】

そして、制御装置１５は、工具主軸１１及び工作物主軸１２の各移動用のボールねじ機構及び駆動モータを駆動制御する。これにより、制御装置１５は、工具主軸１１に支持された砥石２０を、工作物主軸１２に支持された工作物Ｗに対して相対移動させる。そして、制御装置１５は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、加工点Ｐｃを実現する加工初期位置に砥石２０を配置し、工作物Ｗの歯面Ｗｅを研削加工（仕上げ加工）する制御を行う。

【0029】

（３．砥石２０の構成）
砥石２０は、図５に示すように、アーバ２１と、円錐状の本体である砥石本体２２と、砥石歯部２３と、を備える。アーバ２１は、歯車研削盤１０の工具主軸１１に対してチャック１１ａを介して支持される。砥石本体２２は、砥石を用いて円錐状（円錐台状）に形成されており、アーバ２１の先端側、即ち、チャック１１ａによって支持される基端側と反対側に固定されている。

【0030】

加工部としての砥石歯部２３は、砥石本体２２の外周面側に砥石本体２２に一体に中心軸線Ｃｔに沿って延設された溝によって形成される複数の突条の砥石歯２３ａを有している。砥石歯部２３は、アーバ２１側にて大径の後方端部２３ｂと中心軸線Ｃｔの方向にて後方端部２３ｂと反対側にて小径の前方端部２３ｃとを有している。

【0031】

ここで、砥石歯２３ａは、例えば、工作物Ｗの歯面Ｗｅの形状に基づいて、図５に示すように、中心軸線Ｃｔに沿って直線状に形成された形状である。尚、砥石歯２３ａの形状については、図６に示すように、工作物Ｗの歯面Ｗｅがねじれ角αを有していなければ、ねじれ角を有することになる。

【0032】

砥石歯２３ａは、図７及び図８に示すように、アーバ２１側の端面である後方端部２３ｂと、アーバ２１と中心軸線Ｃｔの方向にて反対側の端面である前方端部２３ｃとを備えている。そして、砥石歯２３ａは、後方端部２３ｂと前方端部２３ｃとの間において、外周面であり歯先面である歯先部２３ｄと、歯先部２３ｄに対して回転方向にて両側に設けられた歯面である歯側部２３ｅと、歯底面である歯底部２３ｆと、を備えている。ここで、歯側部２３ｅの外周面は、研削部位として構成される。尚、砥石歯部２３は、前方端部２３ｃから後方端部２３ｂに行くに従って径が大きくなる円錐状外接面を有するように形成される。

【0033】

砥石による研削加工方法においては、交差角θを有する加工初期位置に砥石２０を配置して研削加工を行う。ここで、前方端部２３ｃから後方端部２３ｂに行くに従って径を大きくすることにより、前方端部２３ｃにおいて砥石歯部２３の歯側部２３ｅと工作物Ｗの歯面Ｗｅとの無用な干渉を回避することができる。このため、砥石２０は、単純形状である円錐台状の砥石本体２２の周面に砥石歯部２３を有するように構成することができる。

【0034】

これにより、砥石２０を製造する場合、例えば、上述した従来の砥石のように、工作物Ｗの被加工部Ｗｗである内歯の形状ごとに干渉が生じないように砥石本体２２や砥石歯部２３（砥石歯２３ａ）の形状を変更する必要がない。従って、砥石２０の汎用性を高めることができ、その結果、製造コストを低減することができる。

【0035】

尚、砥石２０をアーバ２１と一体に工作物Ｗに向けて或いは工作物Ｗを通過させて移動させる、即ち、砥石歯部２３の前方端部２３ｃを工作物Ｗに向けて相対的に移動させることを「前進」と称呼する。更に、砥石２０をアーバ２１と一体に工作物Ｗから離間するように移動させる、即ち、砥石歯部２３の後方端部２３ｂを工具主軸１１に相対的に向けて移動させることを「後進」と称呼する。

【0036】

ここで、歯側部２３ｅは、前方端部２３ｃの径以上且つ前記後方端部２３ｂの径以下となる。このため、この寸法範囲内であれば、歯側部２３ｅについて、中心軸線Ｃｔに沿った断面における断面形状における外形線の形状は如何なる線であっても良い。例えば、外形線が直線であっても良いし、外形線が曲線であっても良い。

【0037】

又、砥石２０として電着工具を用いることも可能である。この場合、例えば、超硬質合金から砥石歯部２３を有するように砥石本体２２を形成する。そして、砥石歯部２３のそれぞれの砥石歯２３ａ特に歯側部２３ｅに対して砥粒を電着し、電着工具を製造する。電着工具を用いた場合でも、工作物Ｗの歯面Ｗｅを研削することができる。

【0038】

又、砥石２０として電着工具を用いる場合、例えば、図７に示すように、例えば、前方端部２３ｃを含んで砥石歯２３ａの歯幅方向にて中央部分までの領域（以下、「前方側領域」と称呼する。）は粗い砥粒（図７において濃い梨地で示す。）を電着することが可能である。一方、中央部分から後方端部２３ｂを含む領域（以下、「後方側領域」と称呼する。）は、先端部分に電着した砥粒よりも細かい砥粒（図７において薄い梨地で示す。）を電着することが可能である。

【0039】

更に、砥石２０として電着工具を用いる場合、例えば、図８に示すように、例えば、砥石歯部２３の内径側と外径側とを結んだ線を境界とし、前方端部２３ｃを含む前方側領域に粗い砥粒（図８において濃い梨地で示す。）を電着することも可能である。一方、後方端部２３ｂを含む後方側領域に前方側領域に電着した砥粒よりも細かい砥粒（図８において薄い梨地で示す。）を電着することも可能である。

【0040】

このように、前方側領域と後方側領域とで砥粒の大きさを異ならせることにより、研削加工において電着工具を前進させることで、異なる研削状態を実現することができる。具体的に、例えば、前方側領域で粗研削を行い、後方側領域で精研削を行うことができる。或いは、前方側領域で精研削を行い、後方側領域で仕上げ研削を行うことができる。

【0041】

（４．砥石による研削加工方法の詳細）
次に、研削加工方法の詳細について、制御装置１５によって実行される図９の「加工プログラム」を参照しながら説明する。尚、工作物主軸１２には、歯車加工方法の一つであるスカイビング加工方法によって円筒部材に内歯車の歯面Ｗｅ（内歯）が被加工部Ｗｗとして創成された工作物Ｗが回転駆動可能に支持されているものとする。

【0042】

制御装置１５は、研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１５は、ステップＳ１１にて、砥石２０を加工初期位置に配置する（配置工程）。尚、以下の説明においては、「砥石２０」を「電着工具」とした場合であっても同様に作動するため、「砥石２０」を例示する。

【0043】

具体的に、制御装置１５は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、砥石２０及び工作物Ｗを基準位置にする。そして、制御装置１５は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、砥石２０と工作物Ｗの加工点Ｐｃにて工作物Ｗに対し交差角θを有する状態にして、砥石２０を加工初期位置に配置する。ここで、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、交差角θを有する状態にする場合、後方端部２３ｂ側を中心として工作物Ｗを旋回させる。これにより、後方端部２３ｂ側を旋回中心とする場合、例えば、前方端部２３ｃと後方端部２３ｂとが同一の外径を有する場合には前方端部２３ｃと工作物Ｗとが干渉するのに対して、前方端部２３ｃが小径とすることによって前方端部２３ｃと工作物Ｗとの干渉を回避することができる。

【0044】

続いて、制御装置１５は、ステップＳ１２にて、砥石２０と工作物Ｗとを図４Ｂにて時計回りにほぼ同期回転させる（研削加工工程）。具体的に、制御装置１５は、工具主軸１１の回転用の駆動モータと、工作物主軸１２の回転用の駆動モータとを、砥石歯２３ａと歯面Ｗｅとが接触する点における工作物Ｗの回転方向において砥石２０の回転周速度が工作物Ｗの回転周速度より若干早くなるように、砥石２０と工作物Ｗとを図５Ｂにて時計回りに回転制御する。交差角θにより、工作物Ｗの歯面Ｗｅに沿って歯側部２３ｅが工作物Ｗの歯幅（歯すじ）方向に移動しながら、工作物Ｗの歯が砥石２０の砥石歯２３ａより回転方向にて遅れる状態になる。

【0045】

そして、制御装置１５は、ステップＳ１３にて、砥石２０を工作物Ｗに対して工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの方向に相対的に前進させると、工作物Ｗの歯面Ｗｅに沿って歯側部２３ｅが工作物Ｗの歯幅（歯すじ）方向に移動しながら、工作物Ｗの歯が砥石２０の砥石歯２３ａより回転方向にて先行する。回転方向における先行と遅れとによって互いにキャンセルされて、工作物Ｗの歯（歯面Ｗｅ）と砥石２０の砥石歯２３ａとが互いに噛み合った状態となり、工作物Ｗの歯面Ｗｅを研削加工する（研削加工工程）。具体的に、制御装置１５は、工具主軸１１の移動用のボールねじ機構及び駆動モータを駆動制御することにより、砥石２０を工作物Ｗに対して工作物Ｗの中心軸線Ｃｗの方向に相対的に前進させて加工初期位置から工作物Ｗの内部を通過させる。これにより、砥石２０の砥石歯部２３の砥石歯２３ａ即ち歯側部２３ｅが工作物Ｗの歯面Ｗｅと接触し、その結果、歯面Ｗｅが研削される。

【0046】

尚、この場合、制御装置１５は、工具主軸１１の移動用のボールねじ機構及び駆動モータを駆動制御することに代えて、工作物主軸１２の移動用のボールねじ機構及び駆動モータを駆動制御することもできる。この場合には、工作物Ｗが砥石２０に対して相対的に移動することにより、砥石２０が工作物Ｗに対して相対的に後進するため、砥石２０を加工初期位置から工作物Ｗの内部を通過させることができる。従って、この場合にも、砥石２０の砥石歯部２３の砥石歯２３ａ即ち歯側部２３ｅが工作物Ｗの歯面Ｗｅと接触し、歯面Ｗｅに沿って工作物Ｗの歯幅（歯すじ）方向に歯側部２３ｅを移動させることによって、歯面Ｗｅが研削される。

【0047】

又、砥石２０が研削加工を行う際に、砥石２０からクーラントを供給する、所謂、スルークーラントを行うことも可能である。これにより、スルークーラントを行うことにより、簡単な構造によって工作物Ｗの被加工部Ｗｗ（歯面Ｗｅ）及び砥石２０の砥石歯２３ａ（歯側部２３ｅ）に効率よくクーラントを供給することができる。従って、研削加工における研削品質及び研削精度を向上させることが可能になる。

【0048】

更に、工具として電着工具を用いる場合、上述したように先端部分と後方部分とで砥粒の大きさを異ならせることにより、電着工具の前進に伴って異なる研削を行うことができる。即ち、この場合には、電着工具が前進することに伴って、例えば、前方側領域による粗研削に続いて後方側領域による精研削を行うことができる。或いは、前方側領域による精研削に続いて後方側領域による仕上げ研削を行うことができる。これにより、加工時間を短縮することが可能となる。

【0049】

制御装置１５は、ステップＳ１３にて砥石２０を前進させて工作物Ｗの歯面Ｗｅに研削加工を施すと、ステップＳ１４にて加工プログラムの実行を終了する。そして、制御装置１５は、次の工作物Ｗが工作物主軸１２に固定された後、再び、ステップＳ１０にて加工プログラムを実行する。

【0050】

（５．砥石による研削加工方法の効果）
上述したように、本発明の砥石による研削加工方法に従って工作物Ｗに研削加工を行う場合、砥石２０は、加工初期位置から研削加工を行う。加工初期位置に砥石２０が配置された場合、砥石２０は交差角θを有する。更に、砥石２０の研削部位である歯側部２３ｅは、前方端部２３ｃが小径であり、且つ、後方端部２３ｂが大径である円錐状に形成されている。

【0051】

砥石２０の前方端部２３ｃの外径は後方端部２３ｂの外径よりも小径である。従って、図１０に示すように、砥石２０は、前方端部２３ｃでは、歯面Ｗｅと歯側部２３ｅとの接触がなく、前方端部２３ｃと後方端部２３ｂの中間では、内径から内径と外径との間の中間径にかけて歯面Ｗｅと歯側部２３ｅとが接触し、後方端部２３ｂでは内径から外径にかけて歯面Ｗｅと歯側部２３ｅとが接触する。このため、後方端部２３ｂ側を旋回中心とした場合であっても、前方端部２３ｃが被加工部Ｗｗと干渉することを防止することができる。これにより、砥石２０を単純な形状として安価に製造することができると共に砥石歯部２３（歯側部２３ｅ）のメンテナンスを容易に行うことができ、維持に要する費用を低減することができる。

【符号の説明】

【0052】

１０…歯車研削盤（工作機械）、１１…工具主軸（主軸）、１１ａ…チャック、１２…工作物主軸、１２ａ…保持具、１２ｂ…ターンテーブル、１３…コラム、１４…Ｘ軸テーブル、１５…制御装置、２０…砥石（工具）、２１…アーバ、２２…砥石本体、２３…砥石歯部（加工部）、２３ａ…砥石歯、２３ｂ…後方端部、２３ｃ…前方端部、２３ｄ…歯先部、２３ｅ…歯側部（研削部位）、２３ｆ…歯底部、Ｗ…工作物、Ｗｗ…被加工部、Ｗｅ…歯面、Ｐｃ…加工点、Ｃｔ…（工具の）中心軸線、Ｃｗ…（工作物の）中心軸線、θ…交差角、Ｍ…工具側主軸装置、Ｎ…工作物側主軸装置

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】