JP7003315B1 - 歯車製造装置及び歯車製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】かみ合い始めの位相ずれによる歯の損傷を抑制可能な歯面を、効率良く形成することができる歯車製造装置及び歯車製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、歯車ワーク９を保持する第１スピンドル２と、第１スピンドル２を保持する第１保持台３と、研削工具８を保持する第２スピンドル４と、第２スピンドル４を保持する第２保持台５と、を備え、制御装置７は、研削工具８と歯車ワーク９とをかみ合わせて回転させることで、歯車ワーク９の全周にわたって、歯車ワーク９の歯を所定形状に研削する通常研削制御と、研削工具８の軸方向一端部８１のみを歯車ワーク９に当接させ、且つ研削工具８と歯車ワーク９とをかみ合わせて回転させることで、歯車ワーク９の全周にわたって、歯車ワーク９の歯のワーク径方向及び歯すじ方向の端部のうちの所定部位を研削する特定研削制御と、を実行可能に構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、歯車製造装置及び歯車製造方法に関する。

歯車を製造する方法としては、例えば特開２０１７－２０５８７１号公報に開示されている。歯車の研削加工（例えば仕上げ加工）は、歯車ワークと研削工具とをかみ合わせて回転させることで行われる。

特開２０１７－２０５８７１号公報

歯車と歯車とをかみ合わせて動力を伝達する機構において、両歯車が互いにかみ合い始めた際（以下「かみ合い始め」という）には、歯車の歯のたわみにより、かみ合いの位相ずれが発生する。かみ合い始めの位相ずれによれば、互いの歯が大きく干渉し、高い面圧が発生し、歯が損傷するおそれがある。

そこで、歯面のうちかみ合い始めに高い面圧が発生する領域、すなわち歯すじ方向（歯の長手方向）及び歯形方向（歯の径方向）の両端部を研削し、当該端部に逃がし形状を形成することが考えられる。しかし、従来の製法では、当該端部に逃がし形状を形成するためには、歯車ワークに所定形状の歯面を形成する通常研削の後に、通常研削とは異なる工具（例えば専用工具）又は別の加工機によって別途研削加工を実行する必要があった。これは、製造効率の面で改良の余地がある。

本発明の目的は、かみ合い始めの位相ずれによる歯の損傷を抑制可能な歯面を、効率良く形成することができる歯車製造装置及び歯車製造方法を提供することである。

本発明の歯車製造装置は、複数の歯が形成された歯車ワークを保持する第１スピンドルと、前記第１スピンドルを、前記第１スピンドルの軸線である第１軸線のまわりに回転可能に保持する第１保持台と、外周面にねじ状の研削歯を備えた研削工具を保持する第２スピンドルと、前記第２スピンドルを、前記第２スピンドルの軸線である第２軸線のまわりに回転可能に保持する第２保持台と、前記第２スピンドルを前記第２軸線まわりに回転させ、前記第１保持台及び前記第２保持台の少なくとも一方を移動させる駆動装置と、前記駆動装置を制御し、前記歯車ワークに対する前記工具の相対位置を調整する制御装置と、を備え、前記歯車ワークと前記工具とをかみ合わせて回転させることで前記歯車ワークを研削する歯車製造装置であって、前記歯車ワークの径方向をワーク径方向とすると、前記制御装置は、前記駆動装置を制御して、前記工具と前記歯車ワークとをかみ合わせて回転させることで、前記歯車ワークの全周にわたって、前記工具の軸方向中央部を用いて前記歯車ワークの歯を所定形状に研削する通常研削制御と、前記駆動装置を制御して、前記工具の歯のうち最も軸方向一端側に位置する部分における軸方向一端側の歯面又は軸方向他端側の歯面を含む軸方向一端部のみを前記歯車ワークに当接させ、且つ前記工具と前記歯車ワークとをかみ合わせて回転させることで、前記歯車ワークの全周にわたって、前記歯車ワークの歯面の前記ワーク径方向及び歯すじ方向の端部である四隅の少なくとも１つを研削する特定研削制御と、を互いに異なるタイミングで実行可能に構成され、前記通常研削制御で使用される前記工具と、前記特定研削制御で使用される前記工具とは、同一である。

本発明の歯車製造方法は、歯車ワークと研削工具とをかみ合わせて回転させることで前記歯車ワークを研削する歯車製造装置を用いた歯車製造方法であって、前記歯車ワークの径方向をワーク径方向とすると、前記歯車製造装置の作動により、前記工具と前記歯車ワークとをかみ合わせて回転させることで、前記歯車ワークの全周にわたって、前記工具の軸方向中央部を用いて前記歯車ワークの歯を所定形状に研削する通常研削工程と、前記歯車製造装置の作動により、前記工具の歯のうち最も軸方向一端側に位置する部分における軸方向一端側の歯面又は軸方向他端側の歯面を含む軸方向一端部のみを前記歯車ワークに当接させ、且つ前記工具と前記歯車ワークとをかみ合わせて回転させることで、前記歯車ワークの全周にわたって、前記歯車ワークの歯面の前記ワーク径方向及び歯すじ方向の端部である四隅の少なくとも１つを研削する特定研削工程と、を含み、前記通常研削工程で使用される前記工具と、前記特定研削工程で使用される前記工具とは、同一である。

本発明の歯車製造装置によれば、特定研削制御により、かみ合い始めに高圧となる部分、すなわち歯のワーク径方向及び歯すじ方向の端部（一歯面における四隅）のうちの所定部位にリリーフ部（逃げ形状）を設けることができる。研削工具の軸方向一端部を歯車ワークに当接させることで、研削工具の他の部位が歯車ワークに当接することが抑制され、歯車ワークの所定部位のみを研削することができる。特定研削制御では研削工具の端部を利用するため、リリーフ部を設けるための専用工具は必要なく、通常研削制御で用いる研削工具と同一の工具を使用することができる。つまり、特定研削制御と通常研削制御との間で、研削工具の交換は不要となり、例えば両制御を連続的に（取り換え工程なしに）実行することが可能となる。また、本発明の歯車製造方法によっても、研削工具の端部を用いてリリーフ部が形成されるため、リリーフ部をもつ歯車を形成するにあたり、上記同様、研削工具の交換は不要となる。
このように、本発明によれば、かみ合い始めの位相ずれによる歯の損傷を抑制可能な歯面を、効率良く形成することができる。

本実施形態の歯車製造装置の構成図（歯車ワーク設置前の状態）である。 歯車ワークの各歯における方向の定義を説明するための概念図である。 本実施形態の通常研削制御における歯車ワークと研削工具との位置関係を説明するための概念図である。 歯車ワークがドリブンギヤのワークである場合のかみ合い進行方向を説明するための概念図である。 歯車ワークがドライブギヤのワークである場合のかみ合い進行方向を説明するための概念図である。 特定研削制御で歯面のワーク径方向外端部を研削する場合における歯車ワークと研削工具との当接について説明するための概念図である。 研削工具の軸方向一端部を示す概念図である。 リリーフ部の形成例を示す概念図である。 リリーフ部の形状例を示す概念図である。 リリーフ部の形状例を示す概念図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。本実施形態の歯車製造装置１は、図１に示すように、第１スピンドル２と、第１保持台３と、第２スピンドル４と、第２保持台５と、駆動装置６と、制御装置７と、研削工具８と、を備えている。歯車製造装置１は、歯車ワーク９と研削工具８とをかみ合わせて回転させることで歯車ワーク９を研削する装置である。歯車製造装置１は、ドレッサ等も備えている。なお、図１では、歯車ワーク９が設置されていない状態の歯車製造装置１が表されている。

第１スピンドル２は、複数の歯が形成された歯車ワーク９を保持する主軸部材である。本例の歯車ワーク９は、研削加工によってはすば歯車（インボリュート歯車）となる円筒歯車状のワークである。つまり、歯車ワーク９の外周面には、別途の加工により、予め複数の歯が形成されている。後述する通常研削制御は、例えば仕上げ加工である。

第１保持台３は、第１スピンドル２を、第１スピンドル２の軸線である第１軸線Ａ１のまわりに回転可能に保持する主軸台である。第１軸線Ａ１は、歯車ワーク９の回転軸線である。第２スピンドル４は、外周面にねじ状の研削歯を備えた研削工具８を保持する主軸部材である。本例の研削工具８は、全体として円筒状であって、多条のねじ状砥石である。なお、研削工具８は、１条のねじ状砥石であってもよい。第２保持台５は、第２スピンドル４を、第２スピンドル４の軸線である第２軸線Ａ２のまわりに回転可能に保持する主軸台である。第２軸線Ａ２は、研削工具８の回転軸線である。第１保持台３及び第２保持台５は、歯車製造装置１のベッド１０上に配置されている。第２保持台５は、第２スピンドル４がベッド１０上で移動できるように、第２スピンドル４を保持している。

駆動装置６は、第２スピンドル４を第２軸線Ａ２まわりに回転させ、第１保持台３及び第２保持台５の少なくとも一方を移動させる装置である。駆動装置６は、複数のモータ等の駆動源（図示略）を備えている。例えば、駆動装置６の一部として、第１保持台３には、第１スピンドル２を第１軸線Ａ１まわりに回転させる駆動源が設けられている。また、駆動装置６の一部として、第２保持台５には、第２スピンドル４を第２軸線Ａ２まわりに回転させる駆動源が設けられている。また、駆動装置６の一部として、例えばベッド１０又は第２保持台５とベッド１０とを接続する部分には、第２保持台５を移動させる駆動源が設けられている。本実施形態の駆動装置６は、第２スピンドル４だけでなく、第１スピンドル２も第１軸線Ａ１まわりに回転させることができる。駆動装置６は、研削時には、歯車ワーク９と研削工具８とがかみ合って回転するように、第１スピンドル２の回転と第２スピンドル４の回転とを同期させる。駆動装置６は、第２スピンドル４の角度を変更することができる。本実施形態において、駆動装置６は、歯車ワーク９に対する研削工具８の相対位置を調整するにあたり、第２保持台５（第２スピンドル４）を移動させる。つまり、本実施形態の第１保持台３は、ベッド１０に固定されている。

制御装置７は、例えば、１又は複数のプロセッサ７１及び記憶部７２等を備える電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。記憶部７２は、例えばメモリである。制御装置７は、駆動装置６に対して通信可能に接続されている。制御装置７は、ベッド１０と一体的に配置されてもよいし、ベッド１０とは別体であってもよい。

制御装置７は、駆動装置６を制御し、歯車ワーク９に対する研削工具８の相対位置を調整する。換言すると、制御装置７は、第１スピンドル２に対する第２スピンドル４の相対位置を制御する。制御装置７は、記憶部７２に予め設定された研削プログラム及び／又はユーザの操作に応じて、研削工具８（第２スピンドル４）の位置・角度を制御（例えば数値制御）する。また、制御装置７は、第１スピンドル２及び第２スピンドル４の回転数を制御する。

以下、座標軸として、第１軸線Ａ１に平行な軸をＹ軸とし、Ｙ軸に直交し且つ第２軸線Ａ２の水平成分に平行な軸をＺ軸とし、Ｙ軸及びＺ軸に直交する軸をＸ軸とする。例えば第２軸線Ａ２が水平面に平行である場合、第２軸線Ａ２とＺ軸とは平行である。歯車製造装置１の設置の一例において、Ｙ軸方向が鉛直方向（上下方向）に相当し、Ｘ軸方向が前後方向（又は左右方向）に相当し、Ｚ軸方向が左右方向（又は前後方向）に相当する。Ｘ軸方向は、歯車ワーク９と研削工具８との離間方向（接近方向）ともいえる。

図２に示すように、説明において、歯車ワーク９の径方向を「ワーク径方向」とする。歯車ワーク９が平歯車のワークである場合、歯すじ方向は歯車ワーク９の軸方向と平行となり、本実施形態のように歯車ワーク９がはすば歯車である場合、歯すじ方向は歯車ワーク９の軸方向（第１軸線Ａ１）に対して傾斜する。歯すじ方向は、歯車ワーク９の軸方向一端から軸方向他端に向けて延びる歯の延伸方向といえる。歯車ワーク９の各歯は、歯車ワーク９のベース部分（環状部分）から、互いに間隔をあけてワーク径方向に突出している。

図３に示すように、はすば歯車のワークである歯車ワーク９を、ねじ状砥石である研削工具８で研削するにあたり、第２スピンドル４及び第２保持台５は、第２軸線Ａ２がＺ軸に対して傾いた状態で維持される。第２スピンドル４の当該傾きが固定された状態で、後述する通常研削制御及び特定研削制御が実行される。本例の研削加工において、第１軸線Ａ１と第２軸線Ａ２とは直交しない。歯車ワーク９が第１スピンドル２に保持された状態で、歯車ワーク９の回転軸（第１軸線Ａ１）はＹ軸方向に延び、歯車ワーク９の各歯はＹ軸に対して傾斜する方向（歯すじ方向）に延びている。研削前の状態では、研削工具８と歯車ワーク９とは、Ｘ軸方向に離れている。

制御装置７は、通常研削制御と特定研削制御とを互いに異なるタイミングで実行可能に構成されている。本実施形態の制御装置７は、通常研削制御を実行した後に特定研削制御を実行する。通常研削制御は、研削工具８と歯車ワーク９とをかみ合わせて回転させることで、歯車ワーク９の全周にわたって、歯車ワーク９の歯を所定形状に研削する制御である。つまり、通常研削制御により、歯車ワーク９の各歯が所定形状になるように研削される。

記憶部７２には、通常研削制御における目標形状である目標通常形状（「所定形状」に相当する）と、特定研削制御における歯車ワーク９の目標形状である目標リリーフ形状とが記憶されている。換言すると、記憶部７２には、歯車ワーク９の各歯が目標通常形状となるための研削工具８の位置・軌跡の制御（数値制御）データと、目標通常形状となった歯車ワーク９が目標リリーフ形状となるための研削工具８の位置・軌跡制御（数値制御）データとが記憶されている。制御装置７は、例えば、目標通常形状用の数値制御データに基づいて通常研削制御を実行し、目標リリーフ形状用の数値制御データに基づいて特定研削制御を実行する。

制御装置７は、歯車ワーク９に対して、まず通常研削制御を実行する。制御装置７は、歯車ワーク９の回転と研削工具８の回転を同期させつつ、歯車ワーク９に研削工具８の複数の歯面（例えば条数に応じた数の歯面）を当接させる。制御装置７は、研削工具８をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させて、研削工具８を歯車ワーク９に接近させる。目標通常形状が例えば歯車ワーク９の歯にクラウニングを形成するように設定されている場合、制御装置７は、歯の歯すじ方向の中央部が膨らむように研削工具８を移動させる。この場合、制御装置７は、ＸＹ平面（Ｚ軸に直交する平面）において研削工具８の移動軌跡が円弧状となるように、研削工具８を移動させる。つまり、歯車ワーク９の軸方向端部の研削では、軸方向中央部の研削よりも、第２スピンドル４が第１スピンドル２に接近している。

制御装置７は、通常研削制御が完了すると、続いて特定研削制御を実行する。特定研削制御は、研削工具８の軸方向一端部８１のみを歯車ワーク９に当接させ、且つ研削工具８と歯車ワーク９とをかみ合わせて回転させることで、歯車ワーク９の全周にわたって、歯車ワーク９の歯のワーク径方向及び歯すじ方向の端部のうちの所定部位を研削する制御である。特定研削制御で用いられる研削工具８は、通常研削制御で用いられたものと同一である。つまり、通常研削制御と特定研削制御との間で、研削工具８の取り換えは行われない。

記憶部７２には特定研削制御で所定部位を研削するための研削工具８の位置情報が記憶されている。所定部位は、研削完了後の歯車ワーク９である完成歯車と他の歯車である相手歯車とがかみ合い始めるかみ合い始めに、完成歯車の歯面のうち相手歯車と当接する部分に相当する。

具体的に、所定部位は、歯車ワーク９の歯の一方側の歯面の四隅と歯の他方側の歯面の四隅とのうち（すなわち１つの歯に対して８つの隅部のうち）の少なくとも１つの部分に設定されている。例えば、歯車ワーク９がドリブンギヤ（従動歯車）のワークである場合、図４に示すように、歯車ワーク９の歯面における研削工具８とのかみ合い位置は、回転に伴い、歯面のワーク径方向外端部且つ歯すじ方向一端部からワーク径方向内端部且つ歯すじ方向他端部に向けて進む。換言すると、この場合、かみ合い進行方向は、歯面の歯先側端部且つ歯すじ方向一端部から歯元側端部且つ歯すじ方向他端部に向かう方向である。ワーク径方向外端部は歯形方向の歯先側の端部といえ、ワーク径方向内端部は歯形方向の歯元側の端部ともいえる。

図４の例において、特定研削制御で研削される部位（所定部位）は、かみ合い始め部分である歯面のワーク径方向外端部且つ歯すじ方向一端部（換言すると歯面の歯先側端部且つ歯すじ方向一端部）に設定されている。この設定において特定研削制御が実行されると、当該かみ合い始め部分にリリーフ部９１が形成される。リリーフ部９１が形成されることで、かみ合い始め部分の歯厚が減少する。

歯車ワーク９がドライブギヤ（駆動歯車）のワークである場合、図５に示すように、歯車ワーク９の歯面における研削工具８とのかみ合い位置は、回転に伴い、歯面のワーク径方向内端部且つ歯すじ方向他端部からワーク径方向外端部且つ歯すじ方向一端部に向けて進む。換言すると、この場合、かみ合い進行方向は、歯面の歯元側端部且つ歯すじ方向他端部から歯先側端部且つ歯すじ方向一端部に向かう方向である。

図５の例において、特定研削制御で研削される部位（所定部位）は、かみ合い始め部分である歯面のワーク径方向内端部且つ歯すじ方向他端部（換言すると歯面の歯元側端部且つ歯すじ方向他端部）に設定されている。この設定において特定研削制御が実行されると、当該かみ合い始め部分にリリーフ部９１が形成される。リリーフ部９１が形成されることで、かみ合い始め部分の歯厚が減少する。

図６に示すように、特定研削制御において、研削工具８のうち歯車ワーク９に当接する部分は、研削工具８の軸方向一端部８１のみである。第２保持台５は、研削工具８の軸方向他方側に配置され、研削工具８を研削工具８の軸方向他方側から保持している。研削工具８の軸方向他端部から一端部に向かう方向は、第２スピンドル４の根本から先端に向かう方向に相当する。図６では、特定研削制御で歯面のワーク径方向外端部を研削する場合の当接状態（概念図）を表している。本実施形態の特定研削制御では、図７に示すように、軸方向一端部８１に形成されている歯８１１、換言すると研削工具８の軸方向一端に位置する歯８１１が用いられる。

歯車ワーク９がドリブンギヤのワークである場合、特定研削制御において、歯８１１の軸方向一方側の歯面８１１ａが歯車ワーク９の歯のかみ合い始め部分（ワーク径方向外端部且つ歯すじ方向一端部）に当接するように、歯車ワーク９に対する研削工具８の相対位置が調整される。歯面８１１ａは、研削工具８の軸方向一端面のうち外周縁部分ともいえる。歯車ワーク９の各歯のかみ合い始め部分は、歯面８１１ａのみが歯車ワーク９に当接し、歯車ワーク９と研削工具８とが同期回転することで研削される。両者の当接且つ同期回転によって、リリーフ部９１は、歯車ワーク９のすべての歯に形成される。

また、歯車ワーク９がドライブギヤのワークである場合、特定研削制御において、歯８１１の軸方向他方側の歯面８１１ｂが歯車ワーク９の歯のかみ合い始め部分（ワーク径方向内端部且つ歯すじ方向他端部）に当接するように、歯車ワーク９に対する研削工具８の相対位置が調整される。歯車ワーク９の各歯のかみ合い始め部分は、歯面８１１ｂのみが歯車ワーク９に当接し、歯車ワーク９と研削工具８とが同期回転することで研削される。両者の当接且つ同期回転によって、リリーフ部９１は、歯車ワーク９のすべての歯に形成される。このように、リリーフ部９１をワーク径方向外端部に形成する場合、歯面８１１ａが用いれ、リリーフ部９１をワーク径方向内端部に形成する場合、歯面８１１ｂが用いられる。

リリーフ部９１は、例えば、歯車ワーク９の歯における正転時のかみ合い始め部分と逆転時のかみ合い始め部分とに設ける場合、歯の一方側の歯面の１つの隅（角）と歯の他方側の歯面の１つの隅（角）とに設けられる。例えば、歯車ワーク９がドリブンギヤのワークである場合、図８に示すように、リリーフ部９１は、歯の一方側の歯面におけるワーク径方向外端部且つ歯すじ方向一端部と、歯の他方側の歯面におけるワーク径方向外端部且つ歯すじ方向他端部とに設けられてもよい。なお、図８の点線は、その他の所定部位となり得る場所を示している。

本開示を製造方法として記載すると、本実施形態の歯車製造方法は、歯車ワーク９と研削工具８とをかみ合わせて回転させることで歯車ワーク９を研削する歯車製造装置１を用いた歯車製造方法であって、通常研削制御に相当する通常研削工程と、特定研削制御に相当する特定研削工程と、を含んでいる。通常研削工程は、研削工具８と歯車ワーク９とをかみ合わせて回転させることで、全周にわたって、歯車ワーク９の歯を所定形状に研削する工程である。特定研削工程は、研削工具８の軸方向一端部８１のみを歯車ワーク９に当接させ、且つ研削工具８と歯車ワーク９とをかみ合わせて回転させることで、歯車ワーク９の全周にわたって、歯車ワーク９の歯のワーク径方向及び歯すじ方向の端部のうちの所定部位を研削する工程である。本実施形態において、特定研削工程は、通常研削工程の後に、研削工具８を変更することなく実行される。

（本実施形態の効果）
本実施形態の歯車製造装置１によれば、特定研削制御により、かみ合い始めに高圧となる部分、すなわち歯のワーク径方向及び歯すじ方向の端部（一歯面における四隅）のうちの所定部位にリリーフ部９１を設けることができる。研削工具８の軸方向一端部８１を歯車ワーク９に当接させることで、研削工具８の他の部位が歯車ワーク９に当接することが抑制され、歯車ワーク９の所定部位のみを研削することができる。特定研削制御では研削工具８の端部を利用するため、リリーフ部９１を設けるための専用工具は必要なく、通常研削制御で用いる研削工具８と同一の工具を使用することができる。つまり、特定研削制御と通常研削制御との間で、研削工具８の交換は不要となり、例えば両制御を連続的に（取り換え工程なしに）実行することが可能となる。また、本実施形態の歯車製造方法も、研削工具の端部を用いてリリーフ部９１が形成されるため、リリーフ部９１をもつ歯車を形成するにあたり、上記同様、研削工具８の交換は不要となる。このように、本実施形態によれば、かみ合い始めの位相ずれによる歯の損傷を抑制可能な歯面（リリーフ部９１をもつ歯）を、効率良く形成することができる。歯面にリリーフ部９１が形成されることで、ギヤノイズ及び歯面摩耗の抑制も可能となる。つまり、本実施形態によれば、歯車の静粛性及び耐久性の向上も可能となる。

また、通常研削制御の後に特定研削制御が実行されるため、所定形状（例えば歯にクラウニングが形成された形状）になった歯車ワーク９に対して特定研削制御が実行される。このため、通常研削制御の前に特定研削制御を実行する場合と比較して、特定研削制御での研削量は小さくなり、リリーフ部９１の形成精度は高くなりやすい。

また、制御装置７は、特定研削制御において、歯車ワーク９の歯面のうちワーク径方向の外端部を研削する場合、研削工具８の軸方向一端に位置する歯８１１の軸方向一方側の歯面８１１ａを歯車ワーク９に当接させる。また、制御装置７は、特定研削制御において、歯車ワーク９の歯面のうちワーク径方向の内端部を研削する場合、研削工具８の軸方向一端に位置する歯８１１の軸方向他方側の歯面８１１ｂを歯車ワーク９に当接させる。これにより、研削工具８の他の部分が歯車ワーク９に当接することが抑制される。本実施形態の歯車製造装置１の効果は、本実施形態の歯車製造方法によっても同様に発揮される。

（変形例）
制御装置７は、特定研削制御を実行した後に通常研削制御を実行するように構成されてもよい。この場合でも、上記実施形態同様、特定研削制御と通常研削制御との間には工具の取り換え工程は不要である。また、この場合、記憶部７２には、例えば、特定研削制御における目標形状である目標リリーフ形状と、通常研削制御における歯車ワーク９の目標形状である目標通常形状（「所定形状」に相当する）とが記憶されている。換言すると、記憶部７２には、歯車ワーク９の各歯が目標リリーフ形状となるための研削工具８の位置・軌跡の制御（数値制御）データと、目標リリーフ形状となった歯車ワーク９（すなわちリリーフ部９１が形成された歯車ワーク９）が目標通常形状（例えばリリーフ部９１をもつクラウニング形状）となるための研削工具８の位置・軌跡制御（数値制御）データとが記憶されている。

制御装置７は、例えば、目標リリーフ形状用の数値制御データに基づいて特定研削制御を実行し、目標通常形状用の数値制御データに基づいて通常研削制御を実行する。このような構成によれば、研削工具８の軸方向一端部８１を利用して、通常研削制御の前に歯車ワーク９にリリーフ部９１が形成される。つまり、通常研削制御は、歯車ワーク９にリリーフ部９１が形成された状態で実行される。これにより、すでに一部研削された状態から通常研削制御を実行できるため、通常研削制御における研削工具８の劣化（例えば砥石の縮小）の抑制が期待できる。

特定研削制御では研削工具８の軸方向一端部８１のみが用いられるため、特定研削制御での研削工具８の全体的な劣化度は小さい。先に研削工具８の軸方向一端部８１でリリーフ部９１が形成された後に、例えば研削工具８の主要部分（軸方向中央部）を用いて通常研削制御が実行される。これにより、研削工具８の主要部分での研削量を低減させ、研削工具８の寿命を向上させることが可能となる。

（その他）
本発明は、上記実施形態及び変形例に限られない。例えば、歯車ワーク９は、はすば歯車のワークに限らず、平歯車のワークであってもよい。また、第２スピンドル４に取り付ける工具は、研削工具８に限らず、切削工具（例えばホブカッタ等）であってもよい。この場合、本実施形態の説明において、研削量は切削量に置き換わる。このように、本発明の工具としては、研削用又は切削用の工具が適用できる。また、リリーフ部９１の形状は、例えば図９に示すように、歯すじ方向に延びる形状、例えば歯すじ方向にトラバース加工してできた形状であってもよい。また、リリーフ部９１の形状は、例えば図１０に示すように、歯すじ方向に延びる部分と歯すじ方向に交差する方向に延びる部分とにより構成されてもよい。また、リリーフ部９１の大きさは任意に設定できる。また、リリーフ部９１の形状は、リリーフ部９１と歯面との境目（エッジ部分）が丸くなるように（滑らかなになるように）設定されてもよい。

また、駆動装置６は、第１保持台３を移動させるように構成されてもよい。また、駆動装置６は、第１保持台３及び第２保持台５の両方を移動させるように構成されてもよい。また、研削時、上記実施形態では駆動装置６の駆動力により第１スピンドル２（歯車ワーク９）が回転するが、駆動装置６が第１スピンドル２に駆動力を付与せずに、第１スピンドル２が自由に回転可能である状態を維持してもよい。この場合、歯車ワーク９は、駆動装置６の駆動力ではなく、かみ合った研削工具８の回転によって回転する。

１…歯車製造装置、２…第１スピンドル、３…第１保持台、４…第２スピンドル、５…第２保持台、６…駆動装置、７…制御装置、８…研削工具、８１…軸方向一端部、８１１…軸方向一端の歯、８１１ａ…軸方向一方側の歯面、８１１ｂ…軸方向他方側の歯面、９…歯車ワーク、９１…リリーフ部、Ａ１…第１軸線、Ａ２…第２軸線。

Claims (10)

1. 複数の歯が形成された歯車ワークを保持する第１スピンドルと、
   前記第１スピンドルを、前記第１スピンドルの軸線である第１軸線のまわりに回転可能に保持する第１保持台と、
   外周面にねじ状の歯を備えた研削用又は切削用の工具を保持する第２スピンドルと、
   前記第２スピンドルを、前記第２スピンドルの軸線である第２軸線のまわりに回転可能に保持する第２保持台と、
   前記第２スピンドルを前記第２軸線まわりに回転させ、前記第１保持台及び前記第２保持台の少なくとも一方を移動させる駆動装置と、
   前記駆動装置を制御し、前記歯車ワークに対する前記工具の相対位置を調整する制御装置と、
   を備え、前記歯車ワークと前記工具とをかみ合わせて回転させることで前記歯車ワークを研削する歯車製造装置であって、
   前記歯車ワークの径方向をワーク径方向とすると、
   前記制御装置は、
   前記駆動装置を制御して、前記工具と前記歯車ワークとをかみ合わせて回転させることで、前記歯車ワークの全周にわたって、前記工具の軸方向中央部を用いて前記歯車ワークの歯を所定形状に研削する通常研削制御と、
   前記駆動装置を制御して、前記工具の歯のうち最も軸方向一端側に位置する部分における軸方向一端側の歯面又は軸方向他端側の歯面を含む軸方向一端部のみを前記歯車ワークに当接させ、且つ前記工具と前記歯車ワークとをかみ合わせて回転させることで、前記歯車ワークの全周にわたって、前記歯車ワークの歯面の前記ワーク径方向及び歯すじ方向の端部である四隅の少なくとも１つを研削する特定研削制御と、
   を互いに異なるタイミングで実行可能に構成され、
   前記通常研削制御で使用される前記工具と、前記特定研削制御で使用される前記工具とは、同一である、歯車製造装置。
2. 前記制御装置は、前記通常研削制御を実行した後に前記特定研削制御を実行する、請求項１に記載の歯車製造装置。
3. 前記制御装置は、前記特定研削制御を実行した後に前記通常研削制御を実行する、請求項１に記載の歯車製造装置。
4. 前記制御装置は、前記特定研削制御において、前記歯車ワークの歯面のうち前記ワーク径方向の外端部を研削する場合、前記工具の歯のうち最も軸方向一端側に位置する部分の軸方向一方側の歯面を前記歯車ワークに当接させる、請求項１～３の何れか一項に記載の歯車製造装置。
5. 前記制御装置は、前記特定研削制御において、前記歯車ワークの歯面のうち前記ワーク径方向の内端部を研削する場合、前記工具の歯のうち最も軸方向一端側に位置する部分の軸方向他方側の歯面を前記歯車ワークに当接させる、請求項１～４の何れか一項に記載の歯車製造装置。
6. 歯車ワークとねじ状の歯をもつ研削用又は切削用の工具とをかみ合わせて回転させることで前記歯車ワークを研削する歯車製造装置を用いた歯車製造方法であって、
   前記歯車ワークの径方向をワーク径方向とすると、
   前記歯車製造装置の作動により、前記工具と前記歯車ワークとをかみ合わせて回転させることで、前記歯車ワークの全周にわたって、前記工具の軸方向中央部を用いて前記歯車ワークの歯を所定形状に研削する通常研削工程と、
   前記歯車製造装置の作動により、前記工具の歯のうち最も軸方向一端側に位置する部分における軸方向一端側の歯面又は軸方向他端側の歯面を含む軸方向一端部のみを前記歯車ワークに当接させ、且つ前記工具と前記歯車ワークとをかみ合わせて回転させることで、前記歯車ワークの全周にわたって、前記歯車ワークの歯面の前記ワーク径方向及び歯すじ方向の端部である四隅の少なくとも１つを研削する特定研削工程と、
   を含み、
   前記通常研削工程で使用される前記工具と、前記特定研削工程で使用される前記工具とは、同一である、歯車製造方法。
7. 前記特定研削工程は、前記通常研削工程の後に実行される、請求項６に記載の歯車製造方法。
8. 前記通常研削工程は、前記特定研削工程の後に実行される、請求項６に記載の歯車製造方法。
9. 前記特定研削工程において、前記歯車ワークの歯面のうち前記ワーク径方向の外端部を研削する場合、前記工具の歯のうち最も軸方向一端側に位置する部分の軸方向一方側の歯面を前記歯車ワークに当接させる、請求項６～８の何れか一項に記載の歯車製造方法。
10. 前記特定研削工程において、前記歯車ワークの歯面のうち前記ワーク径方向の内端部を研削する場合、前記工具の歯のうち最も軸方向一端側に位置する部分の軸方向他方側の歯面を前記歯車ワークに当接させる、請求項６～９の何れか一項に記載の歯車製造方法。

Images