JP6580877B2 - ギヤの加工方法 - Google Patents

Description

この発明は、ホーニング砥石の歯面によって、被加工ギヤの歯面のホーニング加工を行うとともに、被加工ギヤに代えて装着されたドレスギヤの歯面によって、ホーニング砥石の歯面を形成するドレス加工を行うギヤの加工方法に関する。

ホーニング砥石の歯面によって、被加工ギヤの歯面のホーニング加工を行うとともに、被加工ギヤに代えて装着されたドレスギヤの歯面によって、ホーニング砥石の歯面を形成するドレス加工を行うギヤの加工方法が従来公知である。

このようなギヤの加工方法によれば、ホーニング砥石のドレス加工は、ホーニング加工後の被加工ギヤと同じ歯面を有するドレスギヤを用い、該ドレスギヤの歯面形状を、ホーニング砥石側にそのまま形成するため、歯面の修正が行い難いという欠点があった。

これを改善するものとして、ドレス加工時におけるドレスギヤのホーニング砥石に対する相対的な回転軸間距離又は角度と、ホーニング加工時における被加工ギヤのホーニング砥石に対する相対的な回転軸間距離又は角度とを相違させることにより、歯面修正を行う特許文献１に記載のギヤの加工方法が公知になっている（例えば、特許文献１を参照。）。

特許４４０６８９５号公報

上記文献のギヤの加工方法によれば、被加工ギヤの歯面修正は行い易くなる一方で、ドレスギヤの歯面が、修正歯面を除けば、被加工ギヤの歯面形状と同一形状であることに変わりはないため、その修正幅は小さく、汎用性も低い。

本発明は、ドレス加工及びホーニング加工を行うギヤの加工方法であって、歯面の修正幅が大きく汎用性も高いギヤの加工方法を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、ホーニング砥石の歯面によって、被加工ギヤの歯面のホーニング加工を行うとともに、被加工ギヤに代えて装着されたドレスギヤの歯面によって、ホーニング砥石の歯面を形成するドレス加工を行うギヤの加工方法において、ドレス加工時、ホーニング加工後の被加工ギヤと異なる歯面を有するドレスギヤを用い、該ドレスギヤのホーニング砥石に対する相対的な回転軸間距離又は角度、或はリードの値を、制御することにより、ホーニング砥石の歯面を、予め定めた所定の形状に成形するものとし、前記ドレスギヤの歯面は、その一部がドレス加工時にホーニング砥石の歯面の一部と部分的に接触する形状に成形され、ドレス加工時、ドレスギヤ及びホーニング砥石を互いに噛合った状態で回転させることによって、ドレスギヤ及びホーニング砥石の歯面同士の接触範囲を歯先から歯底又は歯底から歯先に向かう方向に移動させ、ドレスギヤをホーニング砥石の歯の歯幅方向に相対的にスライド移動させることによって、ドレスギヤ及びホーニング砥石の歯面同士の接触範囲を、ホーニング砥石の歯幅方向に変位させることを特徴とする。

ホーニング加工時、被加工ギヤのホーニング砥石に対する相対的な回転軸間距離又は角度、或はリードの値を、制御することにより、被加工ギヤの歯面を、予め定めた所定の形状に成形するものとしてもよい。

ドレスギヤの歯面には、前記ホーニング砥石歯面と部分的に接触するように山形に盛上った凸曲面が形成されたものとしてもよい。

ドレスギヤの歯面の凸曲面と、ホーニング砥石の歯面とを部分的に接触させた状態で、該ドレスギヤ及びホーニング砥石を回転させることにより、ホーニング砥石の歯面の部分的なドレス加工を行い、ホーニング砥石の歯面の全体がドレス加工されるように、ホーニング砥石の歯面におけるドレスギヤの歯面の凸曲面との接触箇所を順次変更するものとしてもよい。

ホーニング砥石の歯幅方向にドレスギヤが相対的に変位するように該ホーニング砥石及びドレスギヤの一方又は両方を移動させることにより、上記接触箇所の変更を行うものとしてもよい。

ドレス加工によって前記ホーニング砥石の歯面形成を行っている間は、前記ドレスギヤの歯面におけるホーニング砥石の歯面との接触部分が常時同一になるように、該ドレスギヤのホーニング砥石に対する相対的な姿勢を同一に保持し、該ドレスギヤのホーニング砥石に対する相対的な姿勢の変更によって、前記ドレスギヤの歯面におけるホーニング砥石の歯面との接触部分の変更を行うものとしてもよい。

ホーニング砥石の歯面によって、被加工ギヤの歯面のホーニング加工を行うとともに、被加工ギヤに代えて装着されたドレスギヤの歯面によって、ホーニング砥石の歯面を形成するドレス加工を行うギヤの加工方法において、ドレス加工時、ホーニング加工後の被加工ギヤと異なる歯面を有するドレスギヤを用い、該ドレスギヤのホーニング砥石に対する相対的な回転軸間距離又は角度、或はリードの値を、制御することにより、ホーニング砥石の歯面を、予め定めた所定の形状に成形するものとし、ドレスギヤの歯面には、前記ホーニング砥石の歯面と部分的に接触するように山形に盛上った凸曲面が形成され、前記凸曲面の曲率を少なくとも一部で不均一とし、ドレスギヤの歯面の前記凸曲面におけるホーニング砥石の歯面との接触部分を、上記曲率の異なる部分に変更することにより、両者の接触範囲を増減させるものとしてもよい。

ホーニング砥石の歯面によって、被加工ギヤの歯面のホーニング加工を行うとともに、被加工ギヤに代えて装着されたドレスギヤの歯面によって、ホーニング砥石の歯面を形成するドレス加工を行うギヤの加工方法において、ドレス加工時、ホーニング加工後の被加工ギヤと異なる歯面を有するドレスギヤを用い、該ドレスギヤのホーニング砥石に対する相対的な回転軸間距離又は角度、或はリードの値を、制御することにより、ホーニング砥石の歯面を、予め定めた所定の形状に成形するものとし、ドレスギヤの歯面には、前記ホーニング砥石の歯面と部分的に接触するように山形に盛上った凸曲面が形成され、前記ドレスギヤの歯面を、その歯幅方向両端側に対して中央部が歯厚を増加させる側に山形に盛上った湾曲面状に成形することにより、前記凸曲面とし、前記ドレスギヤ歯面が、自身の上記湾曲面状の形状に沿って変位する方向に、前記ドレスギヤを揺動させることにより、ドレスギヤの歯面におけるホーニング砥石の歯面との接触箇所を変更するものとしてもよい。

ホーニング砥石の歯面によって、被加工ギヤの歯面のホーニング加工を行うとともに、被加工ギヤに代えて装着されたドレスギヤの歯面によって、ホーニング砥石の歯面を形成するドレス加工を行うギヤの加工方法において、ドレス加工時、ホーニング加工後の被加工ギヤと異なる歯面を有するドレスギヤを用い、該ドレスギヤのホーニング砥石に対する相対的な回転軸間距離又は角度、或はリードの値を、制御することにより、ホーニング砥石の歯面を、予め定めた所定の形状に成形するものとし、ドレスギヤの歯面には、前記ホーニング砥石の歯面と部分的に接触するように山形に盛上った凸曲面が形成され、前記ドレスギヤの歯を、その歯幅方向両端側に対して中央部が回転軸から離間する側に山形に湾曲した切断面で切断した断面の歯厚方向の厚みが、歯幅方向全体に亘り均一になるように、該ドレスギヤの歯を成形することより、ドレスギヤの歯面に凸曲面を成形し、前記切断面が、自身の湾曲形状に沿って変位する方向に、前記ドレスギヤを揺動させることにより、ドレスギヤの歯面におけるホーニング砥石の歯面との接触箇所を変更するものとしてもよい。

ドレスギヤの歯数を、被加工ギヤの歯数よりも多くするか、或いは少なくしたものとしてもよい。

ホーニング加工後の被加工ギヤと異なる歯面を有するドレスギヤを用いるため、歯面の修正幅は大きく、さらに、被加工ギヤの歯面形状の種類毎に、ドレスギヤを設ける必要もなくなるため、汎用性も高くなる。

本発明を適用したギヤ加工の方法によってギヤ加工を行うギヤ加工装置の構成例を一部破断して示す要部正面図である。 本発明を適用したギヤの加工方法によってギヤ加工を行うギヤ加工装置の構成例を一部破断して示す要部側面図である。 図１、２に示すホーニング砥石の姿勢変更の構成を示す斜視図である。 ホーニング砥石の歯の構成を示す斜視図である。 （Ａ）はドレスギヤの側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の一歯のＢ−Ｂ断面図である。 （Ａ）はドレスギヤとホーニング砥石の噛合い状態を示す図１のＡ−Ａ断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の設定変更例を示す断面図である。 図６に示す動作の変形例を示す断面図である。 （Ａ）本発明の他の実施形態に係るドレスギヤの側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の一歯のＢ−Ｂ断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の一歯のＣ−Ｃ断面図である。 （Ａ）は、図８に示すドレスギヤのホーニング砥石に対する相対動作の一例を順次示す側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面図であり、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。 図８に示すドレスギヤのホーニング砥石に対する相対動作の一例を順次示す側面図である。 図１０に示す動作例に対して、ドレスギヤの姿勢を変更してドレス加工を行う動作例である。 ホーニング加工時に比べてドレス加工時の軸交差角を０．０８°小さく設定し、リードを０．５ｍｍ小さく設定した場合の理論歯形との変化量を、シミュレーション結果によって示したものであり、（Ａ）は歯形方向の歯面変化量を示し、（Ｂ）は歯筋方向の歯面変化量を示し、（Ｃ）は（Ａ）及び（Ｂ）の変化量を立体的に示している。 （Ａ）はドレスギヤ歯面のクラウニング量と、ドレスギヤ歯面とホーニング砥石歯面との接触範囲との関係を示したグラフであり、（Ｂ）は軸交差角度と、ドレスギヤ歯面とホーニング砥石歯面との接触位置との関係を示したグラフであり、（Ｃ）はクラウニング量及び曲率の定義を説明する説明図である。

図１及び図２は、本発明を適用したギヤの加工方法によってギヤの加工作業を行うギヤ加工装置の構成例を一部破断して示す要部正面図及び要部側面図であり、図３は、図１、２に示すホーニング砥石の姿勢変更の構成を示す斜視図である。図示するギヤ加工装置は、内歯のホーニング砥石１と、外歯の被加工ギヤ（ワーク）２又はドレスギヤ３と、前記ホーニング砥石１の中心Ｏ１を垂直に貫く直線を回転軸心（回転軸）Ｓ１として該ホーニング砥石１を回転自在に支持する砥石側支持機構（図示しない）と、前記被加工ギヤ２又はドレスギヤ３の中心Ｏ２を垂直に貫く直線を回転軸心（回転軸）Ｓ２として該被加工ギヤ２又はドレスギヤ３を回転自在に支持するギヤ側支持機構４と、砥石側支持機構によって支持されたホーニング砥石１を回転駆動させる電動モータ等の砥石側アクチュエータ（図示しない）と、ギヤ側支持機構４によって支持された被加工ギヤ２又はドレスギヤ３を回転駆動させる電動モータ等のギヤ側アクチュエータ（図示しない）とを備えている。

上記ホーニング砥石１は、周面（本例では、内周面）に複数の歯１１を有するギヤ形状に成形された砥石である。

上記被加工ギヤ２の周面（本例では、外周面）には、ホーニング砥石１の歯１１と噛合う複数の歯２１が形成されている。具体的には、切削等によってギヤ形状に成形した後、焼入れをして硬化させることにより、被加工ギヤ２を得ることが可能である。この被加工ギヤ２に対して、上記ホーニング砥石１により、仕上げの研磨加工（ホーニング加工）を行う。

上記ドレスギヤ３の周面（本例では、外周面）には、ホーニング砥石１の歯１１と噛合う複数の歯３１が形成されている。この歯３１の歯面（ドレスギヤ歯面）３１１は、硬質で耐摩耗性のある材料によって構成され、具体的には例えば、ダイヤモンド等が電着されている。

上記ギヤ側支持機構４は、被加工ギヤ２又はドレスギヤ３が選択的に軸装され且つ回転軸心Ｓ２を軸心とする支持軸６を有し、該支持軸６によって被加工ギヤ２又はドレスギヤ３の何れかを支持するように構成されている。

上記砥石側支持機構は、支持軸６に装着されている被加工ギヤ２又はドレスギヤ３と噛合うようにして、ホーニング砥石１を回転自在に支持している。

また、砥石側支持機構及びギヤ支持機構４の一方又は両方の作動によって、ホーニング砥石１と、被加工ギヤ２又はドレスギヤ３とは、互いに、相対的な位置及び姿勢が変更される。

具体的には、本例では、ギヤ側支持機構４のアクチュエータ（図示しない）による作動によって、支持軸６に支持された前記被加工ギヤ２又はドレスギヤ３を、ホーニング砥石１に対して、回転軸心Ｓ２の方向（スライド方向）に相対的にスライド移動させることが可能であるとともに、該回転軸心Ｓ２と直交であって且つホーニング砥石１の中心Ｏ１を通過する直線Ｌの方向（切込み方向）に相対的に平行移動させることが可能である。

また、本例では、砥石側支持機構のアクチュエータ（図示しない）による作動によって、ホーニング砥石１を、支持軸６に支持された前記被加工ギヤ２又はドレスギヤ３に対して、後述する直線Ｙの軸回りに、揺動させることが可能であるとともに、このアクチュエータとは別に設けたアクチュエータ（図示しない）にて、後述する直線Ｚの軸回りに揺動させることが可能である。上記直線Ｙは、回転軸心Ｓ１と上記中心Ｏ１で直交し且つ回転軸心Ｓ２と交点Ｐ１で交わる直線であり、上記直線Ｚは、直線Ｙと交点Ｐ２で直交し且つ回転軸心Ｓ２に対して垂直な直線である。

ちなみに、上記切込み方向への相対移動によって、２つの回転軸心Ｓ１，Ｓ２の距離である回転軸間距離Ｄが変化するとともに、直線Ｙの軸回り相対揺動によって、直線Ｌ方向視での２つの回転軸心Ｓ１，Ｓ２のなす角（軸交差角）θが変化する。この軸方向角θは、ドレス加工時又はホーニング加工時において、ホーニング砥石１と、被加工ギヤ２又はドレスギヤ３との回転作動時に、噛合う歯面１１１，２１１，３１１同士に相対的な滑りを生じさせ、この滑りと、噛合いによる滑りによって、加工を行うことが可能になる。この手法は、従来公知であるため、詳細は割愛する。

これらの相対移動や相対揺動が、ホーニング加工における加工後の被加工ギヤ２の歯面２１１の形状や、ドレス加工における加工後のホーニング砥石１の歯面１１１の形状を決定する要素になるが、この他、回転位相変化も、歯面１１１，２１１を決定する要素になる。

具体的には、歯筋がツルマキ線である円筒歯車である場合、上記ツルマキ線は、基準円筒上で所定のねじれ角を有し、一回転に対して所定距離だけ進み、この一回転当たりの進む距離がリードと呼ばれ、このリードは、ホーニング砥石１と、被加工ギヤ２又はドレスギヤ２との噛合い回転位相を変えることによって、適宜調整することが可能である。

次に、図１乃至図３に基づいて、上記構成のギヤ加工装置を用いたギヤの加工方法につき説明する。

ホーニング加工を行う場合、支持軸６に被加工ギヤ２を一体回転するように装着し、ホーニング砥石１の歯１１と、被加工ギヤ２の歯２１とを噛合せた状態で、ホーニング砥石１及び被加工ギヤ２を回転させ、ホーニング砥石１の歯１１の歯面（ホーニング砥石歯面）１１１によって、被加工ギヤ２の歯２１の歯面（被加工ギヤ歯面）２１１のホーニング加工を行う。

該ホーニング加工を複数の被加工ギヤ２の対して行う場合、ホーニング砥石１の歯１１の歯面１１１が磨耗し、次第に研磨効率が低下するため、所定数の被加工ギヤ２に対してホーニング加工を行った後は、ホーニング砥石１の歯１１の再形成を目的としたドレス加工を行う。

ドレス加工を行う場合、支持軸６に装着された被加工ギヤ２を、ドレスギヤ３と交換し、ホーニング砥石１の歯１１と、ドレスギヤ３の歯３１とを噛合せた状態で、ホーニング砥石１及びドレスギヤ３を噛合い回転させ、ドレスギヤ３の歯３１の歯面３１１によって、ホーニング砥石１の歯１１の再形成（ドレス加工）を行う。

該構成のドレス加工方法では、ドレスギヤ３の形状と、被加工ギヤ２の本来の形状（加工後の形状）とを同一形状とし、ホーニング加工時とドレス加工時とで、回転軸間距離Ｄや、軸交差角θを、同一に設定するのが通常であるが、これだと、被加工ギヤ２の形状毎（種類毎）に専用のドレスギヤ３の必要になり、汎用性が乏しくなる。

このため、このギヤの加工方法では、被加工ギヤ２と、ドレスギヤ３とで、異なる形状の歯面２１１，３１１（ギヤ形状）を有するギヤを用いる。

そして、ドレス加工後のホーニング加工時には、回転軸間距離Ｄ、軸交差角θ又はリードの少なくとも何れか１つを適宜制御して、被加工ギヤ２に所望の歯面２１１を形成する。一方、ドレス加工時には、回転軸間距離Ｄ、軸交差角θ又はリードの少なくとも何れか１つを適宜制御して、ホーニング砥石１に所望の歯面１１１を形成する。

この際、被加工ギヤとドレスギヤ３との形状の違いにより、ドレス加工時の制御対象（具体的には、回転軸間距離Ｄ、軸交差角θ又はリードの少なくとも１つ）及び該制御対象の作業経過毎の目標値と、ホーニング加工時の制御対象（具体的には、回転軸間距離Ｄ、軸交差角θ又はリードの少なくとも１つ）及び該制御対象の作業経過毎の目標値とが完全に同一になることはない。

なお、リードのみを制御対象として、ドレス加工やホーニング加工を行うことも可能である。

該構成のギヤの加工方向によれば、被加工ギヤの加工後の形状と同一のドレスギヤを用いる必要がなくなり、汎用性が高くなる。

次に、図４乃至図７に基づき、ドレスギヤ３について、さらに詳細に説明する

図４は、ホーニング砥石の歯の構成を示す斜視図であり、図５（Ａ）はドレスギヤの側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の一歯のＢ−Ｂ断面図であり、図６（Ａ）はドレスギヤとホーニング砥石の噛合い状態を示す図１のＡ−Ａ断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の設定変更例を示す断面図である。前記ドレスギヤ３は、全体として、筒状に成形され、歯３１の歯幅方向中央部の厚み（歯厚）が両端側に対して大きくなるように、各歯３１が成形されている。

このため、各歯３１の回転方向前面及び後面の一部又は全体（図示する例では全体）には、幅方向中央部分が両端に対して回転方向前側又は後側に湾曲面状且つ山形に盛上った凸曲面３１１ａ，３１１ａが形成されている。具体的には、各歯面３１１の歯幅方向全体に亘るとともに、歯底から歯先に至る歯筋方向の全体に亘り、凸曲面３１１ａが形成されている。言換えると、各凸曲面３１１ａは、歯面３１１の一部を構成する凸状の湾曲面である。さらに、各凸曲面３１１ａの曲率は、全てで均一ではなく、少なくとも一部で不均一にする場合もある。

そして、ドレスギヤ３とホーニング砥石１とを、上記したような位置関係で、ギヤ加工装置により、噛合せると、上記凸曲面３１１ａの形状によって、ホーニング砥石１の歯面１１１と、ドレスギヤ３の歯面３１１とが、該ホーニング砥石１の歯幅方向の一部で、部分的に接触した状態になる。ちなみに、ドレスギヤ３の歯面３１１がフラットな面である場合、ドレスギヤ３又はホーニング砥石１の何れか一方の歯幅全体に亘り、両者が接触することになるが、上記凸曲面３１１ａでは、両者の接触範囲が歯幅方向で部分になる。

図４に示されたＲ１の範囲は、歯面３１１を、凸曲面３１１ａによって構成した場合の両歯面１１１，３１１の接触範囲（接触部分，接触箇所）であり、Ｒ２の範囲は、歯面３１１を、平坦面によって構成した場合の両歯面１１１，３１１の接触範囲である。

接触範囲Ｒ１のような接触状態で、ホーニング砥石１及びドレスギヤ３を、噛合い回転させた場合、ホーニング砥石１において、接触範囲Ｒ１が歯先から歯底に向かう方向、又は歯底から歯先に向かう方向（図４にｙ矢印で示す方向であり、以下「形成方向」）に移動し、ホーニング砥石１の歯１１１の歯幅方向の一部について、ドレス加工が行われる。図４に示されたＥは、その際にホーニングと誣いドレス加工される領域（形成領域）である。

そして、図６（Ａ）に示すように、ドレスギヤ３を、ホーニング砥石１に対して、姿勢変更せずに、ホーニング砥石１の歯１１の歯幅方向（図４にｘ矢印で示す方向）に相対的にスライド移動させると、接触範囲Ｒ１が、ホーニング砥石１の歯１１の歯幅方向に変位し、これに伴って、形成領域Ｅも、ホーニング砥石１の歯１１の歯幅方向に変位する。

このような接触範囲Ｒ１の形成方向への移動と、形成領域Ｅの歯幅方向への移動とによって、ホーニング砥石１の歯面１１１全体のドレス加工（歯面形成）を行う。言換えると、ホーニング砥石１及びドレスギヤ３の噛合い回転によって、接触範囲Ｒ１が形成方向に移動し、形成領域Ｅに所望の歯面形状が成形される。

ちなみに、ドレスギヤ３の歯３１を、ホーニング砥石１の歯１１の歯幅方向に、相対的にスライド移動させるためには、ドレスギヤ３を自身の回転軸心Ｓ２方向にスライド移動させればよい。ホーニング砥石１の歯１１の歯幅方向と、ドレスギヤ３の回転軸心Ｓとは、必ずしも平行でない場合もあるが、このような場合には、ホーニング砥石１及びドレスギヤ３の互いの相対回転によって、結果として、ドレスギヤ３の歯３１がホーニング砥石１の歯１１に対して、該歯１１の歯幅方向に相対移動する。

また、ホーニング砥石１と、ドレスギヤ３との回転軸間距離Ｄ、軸交差角θ及びリードを、適宜変更することにより、所望の修正歯面（バイアス歯面等）を、ホーニング砥石１の歯面１１１に形成することも容易である。

ところで、ドレスギヤ３のホーニング砥石１に対する相対的な姿勢を変更することなく、上記した接触範囲Ｒ１の形成方向への移動と、形成領域Ｅの歯幅方向への移動とを、行う場合、ホーニング砥石１の歯面１１１におけるドレスギヤ３の歯面３１１（具体的には凸曲面３１１ａ）との接触部位は、順次変化する一方で、ドレスギヤ３の歯面３１１におけるホーニング砥石歯面３１１との接触部位は、常時、同一になり、該接触部分の摩耗が他の部分に比べて早く進行するという問題が生じる。

この問題を改善するため、図６（Ｂ）及び（Ａ）に示すように、ドレスギヤ３のホーニング砥石１に対する相対的な姿勢を変更して、ドレスギヤ３の歯面３１１（凸曲面３１１ａ）におけるホーニング砥石歯面３１１との接触部分を変更させる。具体的には、凸曲面３１１ａが自身の歯幅方向に延びる円弧面に沿って変位するように、ホーニング砥石１及びドレスギヤ３の一方又は両方、相対的に揺動させる。本例では、ホーニング砥石１を、ドレスギヤ３に対して、直線Ｙの軸回りに揺動させることにより、上記姿勢変更を行う。

この姿勢変更によって、ドレスギヤ３の凸曲面３１１ａにおけるホーニング砥石１の歯面３１１との接触部位が変化する。この接触部位の変更の際、凸曲面３１１ａの曲率は全範囲で均一にもでき、不均一にもできるので、変更前の接触部分の曲率に対して、変更後の接触部分の曲率を変更することも可能である。部分的な摩耗防止とともに、接触範囲Ｒ１の拡大や縮小を行うことも可能であり、ドレス加工時の自由度が増す。

図７は、図６に示す動作の変形例を示す断面図である。同図に示す動作例では、ドレスギヤ３のホーニング砥石１に対する相対的な姿勢変更に伴って、接触範囲Ｒ１のホーニング砥石１の歯１１の歯幅方向へのスライド移動（相対的な位置変更）も行っている。具体的には、ドレスギヤ３をスライド方向に移動させるとともに、凸曲面３１１ａが自身の円弧面に沿って変位するように、ホーニング砥石１を、ドレスギヤ３に対して、直線Ｙの軸回りに揺動させている。

以上のように構成されるギヤの加工方法によれば、被加工ギヤ２の歯面２１１と形状の異なる歯面３１１を有するドレスギヤ３によって、任意の形状の歯面を形成可能であるため、ホーニング砥石歯面１１１に対して、種々の歯面形状のドレス加工を行うことが可能になり、汎用性が向上する。

この際、ドレスギヤ３の歯数を、被加工ギヤ２の歯数を多く又は少なくすることにより、被加工ギヤ２との歯面形状の差が大きくなり、修正歯面形成のための設計の自由度を向上させることができる。

このギヤの加工方法において、ドレス加工対象となるホーニング砥石１には、既に歯１１が形成されたものは勿論、歯１１が形成されていない無垢のブランクも含まれる。また、図１乃至図７では、内歯式のホーニング砥石１を例に説明したが、外歯のホーニング砥石１に対しても、同様の理論により、ギヤ加工（具体的には、ホーニング加工及びドレス加工）を行うことが可能である。

また、ドレスギヤ３のホーニング砥石１に対する経過時間毎の相対位置及び相対姿勢は、所望の歯面１１１をドレス加工後の歯面形状として、シミュレーションにより予め求めておくことが望ましい。

次に、図８乃至図１１に基づき、本発明の他の実施形態について、上述の形態と異なる点を説明する。

図８（Ａ）本発明の他の実施形態に係るドレスギヤの側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の一歯のＢ−Ｂ断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の一歯のＣ−Ｃ断面図である。同図に示すドレスギヤ３は、全体の外形が樽状（トーラス状）に成形されている。また、上述した形態と同様、本形態でも、ドレスギヤ３の歯３１には、図８（Ｂ）に示す様に歯幅方向に湾曲面状に山形をなす凸曲面３１１ａが形成される。

具体的には、この歯３１を、ドレスギヤ３の歯３１の歯幅方向中央部が両端側に対して回転軸心Ｓ２から離間する側に山形に湾曲した切断面（図８（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面）で切断し、該切断面を垂直に貫く方向から視ると、歯厚方向の長さが、歯幅方向全体に亘って同一の方形状をなし（同図（Ｃ）参照）、この切断面に接する面で切断した切断面（図８（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面）は、歯幅方向の中央部が両端に対して山形に盛上った形状をなしており（同図（Ｂ）参照）、これによって、上記凸曲面３１１ａが歯面３１１に形成される。

該形状の歯３１を有するドレスギヤ３と、ホーニング砥石１とは、ドレスギヤ３の凸曲面３１１ａがホーニング砥石１の歯面１１１と部分的に接触した状態で噛合う。詳細は、後述する。

図９（Ａ）は、図８に示すドレスギヤのホーニング砥石に対する相対動作の一例を順次示す側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面図であり、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。同図に示す通り、図８（Ａ）に示すＣ−Ｃ断面の湾曲形状に沿って移動するように、ホーニング砥石１及びドレスギヤ３の一方又は両方、相対的に揺動させることにより、ドレスギヤ３の歯面３１１におけるホーニング砥石１の歯面１１１との接触箇所を変更する。

具体的には、ホーニング砥石１を、ドレスギヤ３に対して、上述した直線Ｚの軸回りに相対的に揺動させることにより、上記接触箇所の変更を行う。これによって、例えば、図９に示す様に、同図（Ｂ）に示す接触状態となる姿勢と、同図（Ｃ）に示す接触状態となる姿勢と、同図（Ｄ）に示す接触状態となる姿勢とに、適宜切換えることが可能になる。そして、ホーニング砥石１及びドレスギヤ３を噛合い回転させると、図４に示す通り、接触範囲Ｒ１が歯筋に沿って移動し、形成領域Ｅのドレス加工が行われる。

また、図９に示す例では、ドレスギヤ３が、上記姿勢変更とともに、歯幅方向にも移動し、これによって、ドレス加工される形成領域Ｅが歯幅方向に移動していく。

図１０は、図８に示すドレスギヤのホーニング砥石に対する相対動作の一例を順次示す側面図である。ドレスギヤ３を、直線Ｚの軸回り揺動位置を一に定めて（所定の姿勢で）、歯幅方向の所定位置で、ホーニング砥石１と共に噛合い回転させることにより、形成領域Ｅのドレス加工を行い、続いて、ドレスギヤ３を、ホーニング砥石１に対して、歯１１の歯幅方向に相対的に移動させることによって、形成領域Ｅを、該歯幅方向に移動させる。

図１１は、図１０に示す動作例に対して、ドレスギヤの姿勢を変更してドレス加工を行う動作例である。同図に示す例では、直線Ｚの軸回りにドレスギヤ３を揺動させることにより、姿勢変更を行い、ドレスギヤ３の歯３１におけるホーニング砥石１の歯１１への接触箇所を変更し、この姿勢を保持して、図１０と同様にして、ドレス加工を行う。これによって、ドレスギヤ３の歯３１の一部が集中的に摩耗することを防止する。

以上のように構成されるギヤの加工方法によれば、上述した実施形態と同様に、自由度の高い歯面形成を行うことが可能になる。

次に、図１２及び図１３に基づいて、ドレス加工によるホーニング砥石の歯面形状のシミュレーション手段について説明する。

図１２は、ホーニング加工時に比べてドレス加工時の軸交差角を０．０８°小さく設定し、リードを０．５ｍｍ小さく設定した場合の理論歯形との変化量を、シミュレーション結果によって示したものであり、（Ａ）は歯形方向の歯面変化量を示し、（Ｂ）は歯筋方向の歯面変化量を示し、（Ｃ）は（Ａ）及び（Ｂ）の変化量を立体的に示している。図１３（Ａ）はドレスギヤ歯面のクラウニング量と、ドレスギヤ歯面とホーニング砥石歯面との接触範囲との関係を示したグラフであり、（Ｂ）は軸交差角度と、ドレスギヤ歯面とホーニング砥石歯面との接触位置との関係を示したグラフであり、（Ｃ）はクラウニング量及び曲率の定義を説明する説明図である。

食違い軸歯車歯形理論に基づく、数値解析することによって、所定の歯面形状を得るために必要な、ホーニング砥石１と、被加工ギヤ２又はドレスギヤ３との相対位置及び相対姿勢を、予め求めることが可能である。例えば、上述した設定によれば、図１２に示す通り、論理歯面（具体的には、インボリュート歯形の歯面）に対して、歯筋方向の変化量は殆どない一方で、歯幅方向に一様に１０μｍ程度の変化量を有する歯面が得られることが、シミュレーション結果から求まる。

具体的には、これらの物理量によって、ホーニング砥石１の歯面１１１の形状や、被加工ギヤ１の歯面２１１の形状や、それに必要なドレスギヤ３の歯面３１１をシミュレートできるため、このシミュレーションにより、所望の歯面１１１，２１１を求め、その際の上記物理量（具体的には、切込み方向及び回転軸心Ｓ２方向への相対移動量と、直線Ｙの軸回りの相対揺動量と、直線Ｚの軸回りの相対揺動量）を、目標値として予め定め、それからドレス加工やホーニング加工を行う。

また、その際に選択すべきドレスギヤ３の歯面３１１のクラウニング量（接触範囲Ｒ１の大きさ）や、軸交差角θの変化量Δθも、図１３（Ａ），（Ｂ）によりシミュレーションによって求めることが可能であり、本例では、歯面解析ソフト（ＴＣＡ）を用いて解析している。

なお、図１３（Ｃ）に示す通り、クラウニング量とは、歯面３１に形成された凸状の湾曲形状の突出量ｄであり、曲率とは、この湾曲形状の半径ｒの逆数（具体的には、１／ｒ）を意味している。同図（Ａ）及び（Ｂ）に示すシミュレーション結果では、クラウニング量が多い程（曲率が大きい程）、接触範囲Ｒ１が縮小している。

１ ホーニング砥石
１１ 歯
１１１ 歯面（ホーニング砥石歯面）
２ 被加工ギヤ（ワーク）
２１ 歯
２１１ 歯面（被加工ギヤ歯面）
３ ドレスギヤ
３１ 歯
３１１ 歯面（ドレスギヤ歯面）
３１１ａ 凸曲面
４ ギヤ側支持機構
６ 支持軸
θ 軸交差角
ｄ クラウニング量
Ｄ 回転軸間距離
Ｅ 形成領域
Ｏ１ 中心
Ｏ２ 中心
Ｐ１ 交点
Ｐ２ 交点
ｒ 半径
Ｒ１ 接触範囲（接触箇所，接触部分）
Ｒ２ 接触範囲（接触箇所，接触部分）
Ｓ１ 回転軸心（回転軸）
Ｓ２ 回転軸心（回転軸）

Claims (10)

1. ホーニング砥石の歯面によって、被加工ギヤの歯面のホーニング加工を行うとともに、被加工ギヤに代えて装着されたドレスギヤの歯面によって、ホーニング砥石の歯面を形成するドレス加工を行うギヤの加工方法において、
   ドレス加工時、ホーニング加工後の被加工ギヤと異なる歯面を有するドレスギヤを用い、該ドレスギヤのホーニング砥石に対する相対的な回転軸間距離又は角度、或はリードの値を、制御することにより、ホーニング砥石の歯面を、予め定めた所定の形状に成形するものとし、
   前記ドレスギヤの歯面は、その一部がドレス加工時にホーニング砥石の歯面の一部と部分的に接触する形状に成形され、
   ドレス加工時、ドレスギヤ及びホーニング砥石を互いに噛合った状態で回転させることによって、ドレスギヤ及びホーニング砥石の歯面同士の接触範囲を歯先から歯底又は歯底から歯先に向かう方向に移動させ、ドレスギヤをホーニング砥石の歯の歯幅方向に相対的にスライド移動させることによって、ドレスギヤ及びホーニング砥石の歯面同士の接触範囲を、ホーニング砥石の歯幅方向に変位させる
   ことを特徴とするギヤの加工方法。
2. ホーニング加工時、被加工ギヤのホーニング砥石に対する相対的な回転軸間距離又は角度、或はリードの値を、制御することにより、被加工ギヤの歯面を、予め定めた所定の形状に成形する
   請求項１に記載のギヤの加工方法。
3. ドレスギヤの歯面には、前記ホーニング砥石歯面と部分的に接触するように山形に盛上った凸曲面が形成された
   請求項１又は２の何れかに記載のギヤの加工方法。
4. ドレスギヤの歯面の凸曲面と、ホーニング砥石の歯面とを部分的に接触させた状態で、該ドレスギヤ及びホーニング砥石を回転させることにより、ホーニング砥石の歯面の部分的なドレス加工を行い、
   ホーニング砥石の歯面の全体がドレス加工されるように、ホーニング砥石の歯面におけるドレスギヤの歯面の凸曲面との接触箇所を順次変更する
   請求項３に記載のギヤの加工方法。
5. ホーニング砥石の歯幅方向にドレスギヤが相対的に変位するように該ホーニング砥石及びドレスギヤの一方又は両方を移動させることにより、上記接触箇所の変更を行う
   請求項４に記載のギヤの加工方法。
6. ドレス加工によって前記ホーニング砥石の歯面形成を行っている間は、前記ドレスギヤの歯面におけるホーニング砥石の歯面との接触部分が常時同一になるように、該ドレスギヤのホーニング砥石に対する相対的な姿勢を同一に保持し、
   該ドレスギヤのホーニング砥石に対する相対的な姿勢の変更によって、前記ドレスギヤの歯面におけるホーニング砥石の歯面との接触部分の変更を行う
   請求項１に記載のギヤの加工方法。
7. ホーニング砥石の歯面によって、被加工ギヤの歯面のホーニング加工を行うとともに、被加工ギヤに代えて装着されたドレスギヤの歯面によって、ホーニング砥石の歯面を形成するドレス加工を行うギヤの加工方法において、
   ドレス加工時、ホーニング加工後の被加工ギヤと異なる歯面を有するドレスギヤを用い、該ドレスギヤのホーニング砥石に対する相対的な回転軸間距離又は角度、或はリードの値を、制御することにより、ホーニング砥石の歯面を、予め定めた所定の形状に成形するものとし、
   ドレスギヤの歯面には、前記ホーニング砥石の歯面と部分的に接触するように山形に盛上った凸曲面が形成され、
   前記凸曲面の曲率を少なくとも一部で不均一とし、
   ドレスギヤの歯面の前記凸曲面におけるホーニング砥石の歯面との接触部分を、上記曲率の異なる部分に変更することにより、両者の接触範囲を増減させる
   ことを特徴とするギヤの加工方法。
8. ホーニング砥石の歯面によって、被加工ギヤの歯面のホーニング加工を行うとともに、被加工ギヤに代えて装着されたドレスギヤの歯面によって、ホーニング砥石の歯面を形成するドレス加工を行うギヤの加工方法において、
   ドレス加工時、ホーニング加工後の被加工ギヤと異なる歯面を有するドレスギヤを用い、該ドレスギヤのホーニング砥石に対する相対的な回転軸間距離又は角度、或はリードの値を、制御することにより、ホーニング砥石の歯面を、予め定めた所定の形状に成形するものとし、
   ドレスギヤの歯面には、前記ホーニング砥石の歯面と部分的に接触するように山形に盛上った凸曲面が形成され、
   前記ドレスギヤの歯面を、その歯幅方向両端側に対して中央部が歯厚を増加させる側に山形に盛上った湾曲面状に成形することにより、前記凸曲面とし、
   前記ドレスギヤ歯面が、自身の上記湾曲面状の形状に沿って変位する方向に、前記ドレスギヤを揺動させることにより、ドレスギヤの歯面におけるホーニング砥石の歯面との接触箇所を変更する
   ことを特徴とするギヤの加工方法。
9. ホーニング砥石の歯面によって、被加工ギヤの歯面のホーニング加工を行うとともに、被加工ギヤに代えて装着されたドレスギヤの歯面によって、ホーニング砥石の歯面を形成するドレス加工を行うギヤの加工方法において、
   ドレス加工時、ホーニング加工後の被加工ギヤと異なる歯面を有するドレスギヤを用い、該ドレスギヤのホーニング砥石に対する相対的な回転軸間距離又は角度、或はリードの値を、制御することにより、ホーニング砥石の歯面を、予め定めた所定の形状に成形するものとし、
   ドレスギヤの歯面には、前記ホーニング砥石の歯面と部分的に接触するように山形に盛上った凸曲面が形成され、
   前記ドレスギヤの歯を、その歯幅方向両端側に対して中央部が回転軸から離間する側に山形に湾曲した切断面で切断した断面の歯厚方向の厚みが、歯幅方向全体に亘り均一になるように、該ドレスギヤの歯を成形することより、ドレスギヤの歯面に凸曲面を成形し、
   前記切断面が、自身の湾曲形状に沿って変位する方向に、前記ドレスギヤを揺動させることにより、ドレスギヤの歯面におけるホーニング砥石の歯面との接触箇所を変更する
   ことを特徴とするギヤの加工方法。
10. ドレスギヤの歯数を、被加工ギヤの歯数よりも多くするか、或いは少なくした
    請求項１乃至９の何れかに記載のギヤの加工方法。

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