CN102939179A

CN102939179A - 凹凸齿轮的加工方法以及加工装置

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Publication number: CN102939179A
Application number: CN2011800086276A
Authority: CN
Inventors: 安藤善昭; 竹岛雅之; 广田育子
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2031-02-10
Also published as: US20130097865A1; CN102939179B; US9339879B2; WO2011099546A1; JP5423460B2; EP2535136A4; EP2535136A1; JP2011161592A

Abstract

本发明提供凹凸齿轮的加工方法以及加工装置。该加工方法具备以下工序：轨迹抽出工序（S2），抽出在对象齿轮（固定轴）（12）与凹凸齿轮（摆动齿轮）（15）之间传递动力时的对象齿轮（12）的凸齿销（12b）相对于凹凸齿轮（15）的相对动作轨迹；加工工序（S4），在对凹齿（15b）加工前的圆盘状工件的凹齿形成面加工凹凸齿轮（15b）时，使圆盘状工件以及加工工具的至少一方移动，以使加工工具相对于圆盘状工件的相对动作轨迹与利用轨迹抽出工序抽出的凸齿销（12b）相对于凹凸齿轮（15）的相对动作轨迹一致。

Description

凹凸齿轮的加工方法以及加工装置

技术领域

本发明涉及凹凸齿轮的加工方法以及加工装置。

背景技术

作为减速机的一种，存在摆动型齿轮装置。例如在专利文献1中记载了该摆动型齿轮装置。即，摆动型齿轮装置构成为包括：具有相同的旋转中心轴的第一齿轮、第二齿轮及输入轴、和一边在第一齿轮与第二齿轮之间摆动一边差动旋转的摆动齿轮。摆动齿轮被输入轴支承为能够绕倾斜的旋转中心轴旋转。并且，随着输入轴旋转而倾斜的旋转中心轴绕第一齿轮的旋转中心轴相对旋转，从而摆动齿轮相对于第一齿轮以及第二齿轮摆动。而且，在摆动齿轮中的第一齿轮侧的面形成有与第一齿轮啮合的第一摆动齿，在摆动齿轮中的第二齿轮侧的面形成有与第二齿轮啮合的第二摆动齿。而且，摆动齿轮摆动，从而在第一齿轮与摆动齿轮之间或者在第二齿轮与摆动齿轮之间进行差动旋转。即，在相对于输入轴而将第二齿轮作为输出轴的情况下，能够以较大的减速比进行减速。

该摆动齿轮与第一齿轮或者第二齿轮的啮合面非常复杂，所以不容易加工。作为该摆动齿轮的加工装置，例如在专利文献1中有记载。

专利文献1:日本特开2006-272497号公报

然而，对于圆柱齿轮、锥齿轮等齿轮的加工，提出各种加工方法并实现。虽然如专利文献1中记载的那样使用专用机器来实现摆动齿轮的加工，但使用特殊的加工装置或需要特殊的技能，因而并不容易。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种凹凸齿轮的新的加工方法以及加工装置。

为了解决上述的课题，本发明预先抽出差动旋转时的对象齿轮的凸齿和作为加工对象的凹凸齿轮的凹齿的相对动作轨迹，使在对圆盘状工件加工凹凸齿轮的凹齿时加工工具与圆盘状工件的相对动作轨迹、同被抽出的对象齿轮的凸齿与凹凸齿轮的相对动作轨迹一致的方式，使加工工具和圆盘状工件移动。

技术方案1所涉及的发明的特征在于，是一种将凹齿和凸齿沿周向连续地形成，通过将该凹齿与对象齿轮的凸齿啮合由此能够在与上述对象齿轮之间传递动力的凹凸齿轮的加工方法，该加工方法具备以下工序：

轨迹抽出工序，抽出在上述对象齿轮与作为加工对象的上述凹凸齿轮之间传递动力时的、上述对象齿轮的凸齿相对于上述凹凸齿轮的相对动作轨迹；和

加工工序，在对上述凹齿加工前的上述凹凸齿轮亦即圆盘状工件的凹齿形成面加工上述凹凸齿轮的凹齿时，使上述圆盘状工件以及加工工具的至少一方移动，以使上述加工工具相对于上述圆盘状工件的相对动作轨迹、与利用上述轨迹抽出工序抽出的上述对象齿轮的凸齿相对于上述凹凸齿轮的上述相对动作轨迹一致。

技术方案2所涉及的发明的特征在于，在技术方案1中，上述凹凸齿轮是以相对于上述对象齿轮的旋转中心轴交叉的交叉轴为中心进行旋转的齿轮。

技术方案3所涉及的发明的特征在于，在技术方案1或者2中，上述对象齿轮的凸齿的数量与上述凹凸齿轮的凹齿的数量不同。

技术方案4所涉及的发明的特征在于，在技术方案1~3的任一项中，上述轨迹抽出工序抽出上述对象齿轮的凸齿的基准轴相对于上述凹凸齿轮的相对动作轨迹，上述基准轴是和上述对象齿轮的凸齿的齿厚中心面与基准圆锥面的交线平行的轴。

技术方案5所涉及的发明的特征在于，在技术方案1~4的任一项中，上述对象齿轮具备一体形成上述凸齿的对象齿轮主体、或者具备与上述凸齿分别形成且支承上述凸齿的上述对象齿轮主体，上述对象齿轮的凸齿的外周面的该凸齿的基准轴正交方向的剖面形状形成为圆弧状。

技术方案6所涉及的发明的特征在于，在技术方案5中，上述加工工具是圆盘状工具，上述加工工序通过使上述圆盘状工具的中心轴在错开上述凹凸齿轮的凹齿的齿槽方向的多个位置进行切入的动作，由此利用上述圆盘状工具模拟地表现上述对象齿轮的凸齿，从而利用上述圆盘状工具来加工上述凹凸齿轮的凹齿。

技术方案7所涉及的发明的特征，在技术方案6中，

上述加工方法具备以下工序：

模拟工序，使上述圆盘状工件以及上述加工工具的至少一方移动来进行加工模拟；和

切入位置计算工序，将预先设定的理想形状模型与上述加工模拟的结果的形状进行比较，来计算使上述圆盘状工具的中心轴错开上述凹凸齿轮的凹齿的齿槽方向进行切入动作的位置，

上述加工工序根据利用上述切入位置计算工序计算出的切入动作的位置进行上述凹凸齿轮的凹齿的加工。

技术方案8所涉及的发明的特征在于，在技术方案7中，上述切入位置计算工序使上述加工模拟的结果的形状与上述理想形状模型的误差在所设定的允许值以内，并且计算加工时间为最短的上述切入动作的位置。

技术方案9所涉及的发明的特征在于，在技术方案5中，上述加工工具形成为与上述对象齿轮的凸齿的外周形状一致或者相似的销形状，且绕销中心轴旋转。

技术方案10所涉及的发明的特征在于，在技术方案5中，上述加工工具是旋转的带状的工具，且在旋转方向上具有直线部。

技术方案11所涉及的发明的特征在于，在技术方案1~10的任一项中，

上述加工方法具备坐标变换工序，该坐标变换工序对利用上述轨迹抽出工序抽出的上述凸齿相对于上述凹凸齿轮的相对动作轨迹进行坐标变换，由此计算上述加工工具在工件坐标系中的动作轨迹，

上述加工工序根据利用上述坐标变换工序计算出的上述加工工具的动作轨迹来使上述圆盘状工件以及上述加工工具的至少一方移动。

技术方案12所涉及的发明的特征在于，在技术方案11中，

上述凹凸齿轮是以相对于上述对象齿轮的旋转中心轴交叉的交叉轴为中心进行旋转的齿轮，

上述对象齿轮的凸齿的外周面的该凸齿的基准轴正交方向的剖面形状形成为圆弧状，

利用上述轨迹抽出工序抽出的上述对象齿轮的凸齿相对于上述凹凸齿轮的相对动作轨迹被分解为：

第一直动轴，其使上述对象齿轮的凸齿的基准位置在与上述圆盘状工件的凹齿形成面接触的面正交的方向上移动；

第二直动轴，其使上述对象齿轮的凸齿的基准位置在与上述圆盘状工件的凹齿形成面接触的面上、且在上述凹凸齿轮的凹齿的齿槽方向上移动；

第三直动轴，其使上述对象齿轮的凸齿的基准位置在与上述圆盘状工件的凹齿形成面接触的面上、且在与上述第二直动轴正交的方向上移动；

第四旋转轴，其使上述对象齿轮的凸齿的基准位置绕上述第一直动轴旋转；

第五旋转轴，其使上述对象齿轮的凸齿的基准位置绕上述第三直动轴旋转；以及

第六计算轴，其与上述凹凸齿轮的旋转中心轴一致，用于计算上述凹凸齿轮的旋转相位，

上述坐标变换工序，

在假设上述对象齿轮的凸齿的齿长度为无限长时，计算下述情况下的上述第一直动轴、上述第三直动轴、上述第四旋转轴、上述第五旋转轴以及上述第六计算轴使上述对象齿轮的凸齿进行的上述相对动作轨迹，上述情况是指，使上述对象齿轮的凸齿的基准位置在上述第二直动轴上的动作在上述第三直动轴上进行，

上述加工工序根据计算出的上述相对动作轨迹，使上述圆盘状工件以及上述加工工具的至少一方移动。

技术方案13所涉及的发明的特征在于，在技术方案11中，

上述坐标变换工序，

在假设上述对象齿轮的凸齿的齿长度为无限长时，计算下述情况下的上述第一直动轴、上述第二直动轴、上述第四旋转轴、上述第五旋转轴以及上述第六计算轴使上述对象齿轮的凸齿进行的上述相对动作轨迹，上述情况是指，使上述对象齿轮的凸齿的基准位置在上述第三直动轴上的动作在上述第二直动轴上进行，

技术方案14所涉及的发明的特征在于，在技术方案11中，

上述坐标变换工序，

将上述对象齿轮的凸齿的基准位置在上述第五旋转轴上的动作分解为上述第一直动轴的动作和上述第二直动轴的动作，并计算上述第一直动轴、上述第二直动轴、上述第三直动轴、上述第四旋转轴以及上述第六计算轴使上述对象齿轮的凸齿进行的上述相对动作轨迹，

技术方案15所涉及的发明的特征在于，在技术方案11中，

上述坐标变换工序，

计算在使上述第四旋转轴与上述第六计算轴一致的情况下上述第一直动轴、上述第二直动轴、上述第三直动轴、上述第五旋转轴以及上述第六计算轴使上述对象齿轮的凸齿进行的上述相对动作轨迹，

技术方案16所涉及的发明的特征在于，是一种将凹齿和凸齿沿周向连续地形成，通过将该凹齿与对象齿轮的凸齿啮合由此能够在与上述对象齿轮之间传递动力的凹凸齿轮的加工装置，该加工装置具备：

轨迹抽出单元，其抽出在上述对象齿轮与作为加工对象的上述凹凸齿轮之间传递动力时的、上述对象齿轮的凸齿相对于上述凹凸齿轮的相对动作轨迹；和

加工单元，其在对上述凹齿加工前的上述凹凸齿轮亦即圆盘状工件的凹齿形成面加工上述凹凸齿轮的凹齿时，使上述圆盘状工件以及加工工具的至少一方移动，以使上述加工工具相对于上述圆盘状工件的相对动作轨迹、与利用上述轨迹抽出工序抽出的上述对象齿轮的凸齿相对于上述凹凸齿轮的上述相对动作轨迹一致。

根据如上述那样构成的技术方案1所涉及的发明，能够使用NC机床来加工凹凸齿轮的凹齿。即，利用同一NC机床对各种形状的凹凸齿轮进行加工。具体而言，能够根据利用轨迹抽出工序抽出的相对动作轨迹生成NC程序，并能够使用该NC程序利用加工工序来加工凹凸齿轮的凹齿。这样能够非常容易地加工凹凸齿轮的凹齿。

这里，在以交叉轴为中心相对于对象齿轮进行旋转的凹凸齿轮（以下，也称为“具有交叉轴的凹凸齿轮”）中，对象齿轮与凹凸齿轮的啮合率提高。因此能够实现小型化、高强度化以及静音性。另一方面，为了实现良好的齿接触而需要形成非常高的精度的齿面形状，因此存在齿面形状不容易加工的问题。与此相对，根据技术方案2所涉及的发明，能够容易且高精度地形成具有交叉轴的凹凸齿轮的凹齿。其结果是，根据本发明，在形成与以往相同程度精度的情况下能够削减加工成本。此外，除了具有交叉轴的凹凸齿轮之外，本发明也能够应用于具有平行轴的凹凸齿轮，即圆柱齿轮。

根据技术方案3所涉及的发明，对象齿轮的齿数与凹凸齿轮的齿数不同，所以能够构成为对象齿轮与凹凸齿轮一边进行差动旋转一边传递动力的结构。而且，由于两者的齿数不同，所以凹凸齿轮的凹齿的形状成为非常复杂的形状。即使在这样的情况下应用本发明，也能够可靠地加工凹凸齿轮的凹齿。此外，在对象齿轮的齿数与凹凸齿轮的齿数相同的情况下，即即使在以相同的转速一边进行旋转一边传递动力的情况下，也能够应用本发明的加工方法。

根据技术方案4所涉及的发明，凹凸齿轮与对象齿轮的相对的动作虽然是三维的复杂动作，但使用基准轴就能够可靠地把握相对移动轨迹。这里，基准圆锥面是指通过各剖面的基准节圆的面。圆锥角包括0°的情况、180°的情况。另外，对象齿轮的凸齿的齿厚中心面是指各个凸齿的周向宽度的中心面。

根据技术方案5所涉及的发明，将对象齿轮的凸齿的基准轴正交方向的剖面形状形成为圆弧状。这样，对象齿轮与凹凸齿轮能够非常平滑地进行动力传递。另一方面，凹凸齿轮的凹齿的加工变得复杂。对象齿轮的凸齿的基准轴正交方向的剖面形状为圆弧状，所以凹凸齿轮的凹齿由整体上近似圆弧凹状的剖面形状构成，详细地说，圆弧凹状的开口边缘部分具有下垂的剖面形状。这样，即使凹凸齿轮的凹齿是复杂的形状，也能够应用本发明来可靠地进行高精度加工。其结果是，能够以低成本形成高性能的凹凸齿轮。此外，即使在将对象齿轮的凸齿形成为销形状以外的形状的情况下，也能够应用本发明的加工方法。

根据技术方案6所涉及的发明，使用圆盘状工具模拟地表现销形状的凸齿，由此能够可靠地加工凹凸齿轮的凹齿。此外，通过使用圆盘状工具从而能够提高工具刚性，并能够进行高精度的加工。

根据技术方案7所涉及的发明，根据将理想形状模型与模拟模型比较而得到的切入动作的位置来进行加工，从而能够形成高精度的凹凸齿轮的凹齿。

根据技术方案8所涉及的发明，能够将加工精度确保在允许值以内并且能够计算最短时间的加工条件。

根据技术方案9所涉及的发明，通过使加工工具与对象齿轮的凸齿一致或者成为相似的形状，来使加工工具的动作与对象齿轮的凸齿的动作相同，从而能够形成最佳的凹凸齿轮的凹齿。

根据技术方案10所涉及的发明，利用带状的工具的直线部能够容易地表现对象齿轮的凸齿。因此使带状的工具的直线部的动作与对象齿轮的凸齿的动作相同，从而能够形成最佳的凹凸齿轮的凹齿。

根据技术方案11所涉及的发明，将对象齿轮的凸齿的相对动作轨迹变换为工件坐标系中的加工工具的动作。这里，在轨迹抽出工序中，抽出动力传递时对象齿轮的凸齿相对于凹凸齿轮的相对动作轨迹。而且，根据加工工具的种类，在轨迹抽出工序中抽出的相对动作轨迹与由工件坐标系构成的加工工具的动作轨迹不同。即，利用本发明能够生成与加工工具的种类对应的NC程序。

根据技术方案12所涉及的发明，能够省略第二直动轴的动作而利用5个轴进行加工。

根据技术方案13所涉及的发明，能够省略第三直动轴的动作而利用5个轴进行加工。

根据技术方案14所涉及的发明，能够省略第五旋转轴而利用5个轴进行加工。在这种情况下，优选使用圆盘状工具作为加工工具来形成近似的对象齿轮的凸齿。

根据技术方案15所涉及的发明，能够省略第四旋转轴的动作而利用5个轴进行加工。

根据技术方案16所涉及的发明起到与技术方案1所涉及的加工方法的发明相同的效果。另外，在加工装置的发明中，上述加工方法所涉及的其他特征也能够应用于加工装置。在该情况下，起到与各个特征对应的效果相同的效果。

附图说明

图1（a）以及图1（b）是摆动型齿轮装置的轴向剖视图。图1（a）表示凸齿销相对于固定轴主体以及输出轴主体而单独形成的情况，图1（b）表示凸齿销相对于固定轴主体以及输出轴主体一体形成的情况。

图2（a）以及图2（b）是凸齿销（凸齿）与摆动齿轮的啮合部的放大图，是从凸齿销的轴方向观察的图。图2（a）表示凸齿销相对于固定轴单独形成的情况，图2（b）表示凸齿销相对于固定轴一体形成的情况。

图3是摆动凹齿的立体图。

图4（a）是从摆动齿轮的径向外侧观察摆动凹齿的图。图4（b）是从摆动齿轮的旋转中心轴向观察摆动凹齿的图。

图5是表示第一实施方式的处理的流程图。

图6（a1）~图6（c2）是表示摆动齿轮的摆动凹齿与凸齿销（凸齿）的相对动作的图。图6（a1）是从摆动齿轮的旋转中心轴方向观察凸齿销与摆动凹齿啮合前的状态的两者的相对位置的图。图6（a2）是从图6（a1）的右侧观察的图。图6（b1）是从摆动齿轮的旋转中心轴方向观察凸齿销与摆动凹齿啮合的状态的两者的相对位置的图。图6（b2）是从图6（b1）的右侧观察的图。图6（c1）是从摆动齿轮的旋转中心轴方向观察凸齿销相对于摆动凹齿从啮合状态分离时的状态的两者的相对位置的图。图6（c2）是从图6（c1）的右侧观察的图。在图6（a1）~图6（c2）中表示凸齿销的基准轴（凸齿销的长边方向的点划线）以及凸齿销的中心位置（黑圆点）。

图7（a）是表示在从摆动齿轮的旋转中心轴方向观察的情况下，凸齿销的基准轴以及凸齿销的中心位置相对于摆动齿轮的动作轨迹的图。图7（b）是表示在从摆动齿轮的径向观察的情况下，凸齿销的基准轴以及凸齿销的中心位置相对于摆动齿轮的动作轨迹的图。圆圈中的数字与轴编号一致。

图8（a）以及图8（b）是表示圆环磨石（圆盘状工具）的图。图8（a）是从该旋转轴方向观察圆环磨石的图，图8（b）是从径向观察圆环磨石的图。

图9（a）以及图9（b）表示作为加工工具的旋转带磨石，图9（a）是从旋转带磨石的旋转轴方向观察的图，图9（b）是图9（a）的A-A剖视图。

图10（a）以及图10（b）是对在第一实施方式中所需要的机床的轴结构进行说明的图。图10（a）表示机床在与第二直动轴以及第三直动轴平行的平面上的轴结构，图10（b）表示机床在与第一直动轴以及第二直动轴平行的平面上的轴结构。圆圈中的数字与轴编号一致。

图11是在第二实施方式中将第四旋转轴的动作分解为第六计算轴和第三直动轴的情况的说明图。即，使凸齿销的中心位置在第三直动轴上移动的情况的图。

图12是在第三实施方式中将第四旋转轴的动作分解为第六计算轴和第二直动轴的情况的说明图。即，使凸齿销的中心位置在第二直动轴上移动的情况的图。

图13（a）以及图13（b）是在第四实施方式中将第二直动轴的动作分解为第一直动轴和第三直动轴的情况的示意说明图。图13（a）是通过第二直动轴和第三直动轴的平面的图。图13（b）是通过第一直动轴和第二直动轴的平面的图。

图14（a）以及图14（b）是在第四实施方式中对凸齿销的中心位置进行成分分解的情况下的示意说明图。图14（a）是对凸齿销在通过第二直动轴和第三直动轴的平面上的中心位置进行成分分解的情况下的图，图14（b）是对凸齿销在通过第一直动轴和第二直动轴的平面上的中心位置进行成分分解的情况下的图。

图15（a）以及图15（b）是对在第四实施方式中所需要的机床的轴结构进行说明的图。图15（a）表示机床在与第二直动轴以及第三直动轴平行的平面上的轴结构，图15（b）表示机床在与第一直动轴以及第二直动轴平行的平面上的轴结构。圆圈中的数字与轴编号一致。

图16（a）以及图16（b）是在第五实施方式中将第三直动轴的动作分解为第一直动轴和第二直动轴的情况下的示意说明图。图16（a）是通过第二直动轴和第三直动轴的平面的图。图16（b）是通过第一直动轴和第二直动轴的平面的图。

图17（a）以及图17是在第五实施方式中对凸齿销的中心位置进行成分分解的情况下的示意说明图。图17（a）是对凸齿销在通过第二直动轴和第三直动轴的平面上的中心位置进行成分分解的情况下的图，图17（b）是对凸齿销在通过第一直动轴和第二直动轴的平面上的中心位置进行成分分解的情况下的图。

图18（a）以及图18（b）是对在第五实施方式中所需要的机床的轴结构进行说明的图。图18（a）表示机床在与第二直动轴以及第三直动轴平行的平面上的轴结构，图18（b）表示机床在与第一直动轴以及第二直动轴平行的平面上的轴结构。圆圈中的数字与轴编号一致。

图19是表示在第六实施方式中，在与第一直动轴和第二直动轴平行的平面中，圆环磨石的旋转轴移动的图。

图20（a）以及图20（b）是表示在第六实施方式中使圆环磨石在相对于摆动凹齿的齿槽方向的1个切入位置进行切入动作的情况下的摆动凹齿的加工形状的图。图20（a）是从摆动齿轮的旋转中心轴方向观察的图，图20（b）是从图20（a）的右侧观察的图。

图21是第六实施方式中使圆环磨石在相对于摆动凹齿的齿槽方向的3个切入位置进行切入动作的情况的说明图。

图22是表示第六实施方式的处理的流程图。

图23（a）以及图23（b）是在第七实施方式中由具有交叉轴的凹凸齿轮构成的动力传递装置的剖视图。图23（a）表示凸齿销相对于输入轴主体而单独形成的情况，图23（b）表示凸齿销相对于输入轴主体而一体形成的情况。

图24是表示其他变形方式的凸齿的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对将本发明的凹凸齿轮的加工方法以及加工装置具体化的实施方式进行说明。这里，由在凹凸齿轮的旋转中心轴与对象齿轮的旋转中心轴交叉的情况下具有2组凹凸齿轮与对象齿轮的关系的构造而构成摆动齿轮装置。在本实施方式中，列举摆动型齿轮装置的摆动齿轮的加工方法以及加工装置为例进行说明。此外，在以下的说明中，摆动齿轮相当于本发明的“凹凸齿轮”，固定轴12以及输出轴13相当于本发明的“对象齿轮”。

＜第一实施方式：6个轴的结构（3个直动轴、3个旋转轴）＞

参照图1~图10，对第一实施方式的摆动型齿轮装置的摆动齿轮的加工方法以及加工装置进行说明。本实施方式中的加工装置表示具有3个正交的直动轴和3个旋转轴的6个轴的结构的情况。

（1）摆动型齿轮装置的结构

参照图1~图4，对使用作为本发明的加工对象的摆动齿轮的摆动型齿轮装置的结构进行说明。这里，图1（a）表示凸齿销12b、13b相对于固定轴主体12a以及输出轴主体13a单独形成的情况，图1（b）表示凸齿销12b、13b相对于固定轴主体12a以及输出轴主体13a一体形成的情况。此外，以下主要参照图1（a）进行说明，对于图1（b），只对与图1（a）的不同点进行说明。

摆动型齿轮装置被用作减速机，能够获得非常大的减速比。如图1（a）所示，该摆动型齿轮装置主要具备：输入轴11、固定轴12（相当于本发明的“对象齿轮”）、输出轴13（相当于本发明的“对象齿轮”）、外圈14、内圈15（相当于本发明的“凹凸齿轮”）以及滚动体16。

输入轴11构成马达（未图示）的转子，是通过马达驱动而旋转的轴。该输入轴形成为圆筒状，绕旋转中心轴A（图1（a）所示）旋转。在输入轴11的内周面形成有倾斜面11a。该倾斜面11a是以相对于旋转中心轴A以微小的角度倾斜的轴线B为中心轴的圆筒内周面。

固定轴12（相当于本发明的“对象齿轮”）固定于未图示的外壳。固定轴12由固定轴主体12a和多个凸齿销12b构成。固定轴主体12a（相当于本发明的“对象齿轮主体”）是以轴线A为旋转中心轴的圆筒状的部件。凸齿销12b（相当于本发明的“对象齿轮的凸齿”）在固定轴主体12a的轴向端面沿旋转中心轴A的周向以等间隔被支承有多（G1）个。而且，各个凸齿销12b形成为圆柱状或者圆筒状，将该凸齿销12b以放射状配置的方式将其两端支承于固定轴主体12a。并且，将各个凸齿销12b以能够在凸齿销12b的轴向（基准轴方向）并且以固定轴主体12a的径向的轴为中心进行旋转的方式支承于固定轴主体12a。并且，凸齿销12b的一部分从固定轴主体12a的轴向端面突出。即，固定轴12作为具有齿数为Z1的凸齿的齿轮而发挥功能。

另外，如图1（a）以及图2（a）所示，在上述说明中，固定轴12的凸齿销12b相对于固定轴主体12a单独形成并被固定轴主体12a支承。此外，如图1（b）以及图2（b）所示，凸齿销12b也能够与固定轴主体12a一体形成。在该情况下，一体形成的凸齿销12b与单独形成的情况下的凸齿销12b的从固定轴主体12a的轴向端面突出的部分相同，从相当于固定轴主体12a的部分的轴向端面突出。

输出轴13（相当于本发明的“对象齿轮”）相对于未图示的外壳以能够绕旋转中心轴A旋转的方式被支承，并与未图示的输出部件连结。输出轴13由输出轴主体13a和多个凸齿销13b构成。输出轴主体13a（相当于本发明的“对象齿轮主体”）是以轴线A为旋转中心轴的圆筒状的部件。即，输出轴主体13a以与输入轴11以及固定轴主体12a同轴状地设置。

凸齿销13b（相当于本发明的“对象齿轮的凸齿”）在输出轴主体13a的轴向端面且沿旋转中心轴A的周向以等间隔的方式被支承有多个（G4）。而且，多个凸齿销13b形成为圆柱状或者圆筒状，将该凸齿销12b以放射状配置的方式将其两端支承于固定轴主体12a。并且，将各个凸齿销13b以能够在凸齿销13b的轴向（基准轴方向）并且以输出轴主体13a的径向的轴为中心旋转的方式支承于输出轴主体13a。并且，将输出轴主体13a中的支承凸齿销13b的轴向端面设置为：相对于固定轴主体12a中的支承凸齿销12b的轴向端面沿轴向隔开规定距离地对置。并且，凸齿销13b的一部分从输出轴主体13a的轴向端面突出。即，输出轴13作为具有齿数为Z4的凸齿的齿轮而发挥功能。

另外，在上述说明中，输出轴13的凸齿销13b相对于输出轴主体13a单独形成并被输出轴主体13a支承。此外，与图1（b）以及图2（b）相当，凸齿销13b也能够与输出轴主体13a一体形成。在该情况下，一体形成的凸齿销13b与单独形成的情况下的凸齿销13b的从输出轴主体13a的轴向端面突出的部分相同，从相当于输出轴主体13a的部分的轴向端面突出。

外圈14形成为在内周面具有轨道面的圆筒状。该外圈14被压入嵌合于输入轴11的倾斜面11a。即，外圈14与输入轴11一体，能够绕旋转中心轴B旋转。

内圈15（相当于本发明的“凹凸齿轮”）形成为近似圆筒状。在该内圈15的外周面形成有转动面15a。并且，在内圈15的轴向一侧（图1（a）的右侧）的端面沿周向以等间隔形成有多个（G2）摆动凹齿15b。另外，在内圈15的轴向另一侧（图1（a）的左侧）的端面沿周向以等间隔形成有多个（G3）摆动凹齿15c。

该内圈15配置于外圈14的径向内侧并夹住多个滚动体（球体）16。即，内圈15具有相对于旋转中心轴A而倾斜的旋转中心轴B。因此，内圈15能够相对于输入轴11而绕旋转中心轴B旋转。并且，伴随着输入轴11因马达驱动而绕旋转中心轴A的旋转，内圈15能够绕旋转中心轴A旋转。

并且，内圈15配置在固定轴12与输出轴13的轴向之间。具体而言，内圈15配置在固定轴主体12a中的支承凸齿销12b的轴向端面与输出轴主体13a中的支承凸齿销13b的轴向端面之间。而且，内圈15的一侧的摆动凹齿15b与固定轴12的凸齿销12b啮合。另外，内圈15的另一侧的摆动凹齿15c与输出轴13的凸齿销13b啮合。

而且，为了使内圈15相对于固定轴12而绕旋转中心轴A进行摆动，内圈15的一侧的摆动凹齿15b的一部分（图1（a）的上侧的部分）与固定轴12的凸齿销12b啮合，而该一侧的摆动凹齿15b的另一部分（图1（a）的下侧的部分）从固定轴12的凸齿销12b分离。另外，为了使内圈15相对于输出轴13而绕旋转中心轴A进行摆动，内圈15的另一侧的摆动凹齿15c的一部分（图1（a）的下侧的部分）与输出轴13的凸齿销13b啮合，而该另一侧的摆动凹齿15c的另一部分（图1（a）的上侧的部分）从输出轴13的凸齿销13b分离。

而且，例如，将固定轴12的凸齿销12b的齿数Z1设定为比内圈15的一侧的摆动凹齿15b的齿数Z2少，将输出轴13的凸齿销13b的齿数Z4设定为与内圈15的另一侧的摆动凹齿15c的齿数Z3相同。由此，输出轴13相对于输入轴11的旋转减速（差动旋转）。即，在该例中，在内圈15与固定轴12之间进行差动旋转，相对于此在内圈15与输出轴13之间不进行差动旋转。但是，将输出轴13的凸齿销13b的齿数Z4设定为与内圈15的另一侧的摆动凹齿15c的齿数Z3不同，从而能够在两者之间产生差动旋转。这些能够根据减速比适当地设定。

在图1（a）所示的摆动型齿轮装置中，产生差动旋转的固定轴12的凸齿销12b与内圈15的一侧的摆动凹齿15b啮合的部分如图2（a）所示。另外，在图1（b）所示的摆动型齿轮装置中，产生差动旋转的固定轴12的凸齿销12b与内圈15的一侧的摆动凹齿15b啮合的部分如图2（b）所示。这里，图2（a）表示固定轴12的凸齿销12b相对于固定轴主体12a单独形成的情况。图2（b）表示固定轴12的凸齿销12b与固定轴主体12a一体形成的情况。图2（a）、图2（b）的任一种情况都能应用本实施方式。此外，在输出轴13与内圈15之间产生差动旋转的情况下，输出轴13的凸齿销13b与内圈15的另一侧的摆动凹齿15c的啮合部分也与图2（a）、图2（b）相同。而且，在以下的说明中，仅对固定轴12与摆动齿轮15的啮合部分进行说明。

这里，摆动凹齿15b形成为图3以及图4所示的形状。即，如图2（a）以及图4（a）所示，摆动凹齿15b在与齿槽方向正交的方向的剖面形状整体上为近似半圆弧凹状。详细地说，该剖面形状是圆弧凹状的开口边缘部分下垂的形状。并且，如图3以及图4（b）所示，摆动凹齿15b形成为槽宽度朝齿槽方向的两端侧变宽的形状。其原因是，凸齿销12b的齿数Z1与摆动凹齿15b的齿数Z2不同。

（2）摆动齿轮的加工方法以及加工装置

（2.1）摆动齿轮的加工方法的基本概念

接下来，对上述摆动型齿轮装置中的内圈15（以下，称为“摆动齿轮”）的摆动凹齿15b的加工方法进行说明。此外，摆动齿轮15的摆动凹齿15c的加工方法相同。首先，参照图5，对加工方法的处理步骤进行说明。如图5所示，生成摆动齿轮15以及凸齿销12b的三维CAD的模型或者数学模型（S1）。该模型是摆动齿轮15与固定轴12进行差动旋转的动作模型。

接着，抽出在两者进行差动旋转时凸齿销12b相对于摆动凹齿15b的相对动作轨迹（S2）（相当于本发明的“轨迹抽出工序”、“轨迹抽出单元）。在抽出该相对动作轨迹时，考虑将摆动凹齿15b固定，而凸齿销12b相对于摆动凹齿15b移动，从而抽出凸齿销12b的动作轨迹。而且，在该凸齿销12b的动作轨迹中包括凸齿销12b的中心轴12X（以下称为“基准轴”）以及凸齿销12b的中心轴方向的中心的点12C（以下称为“销中心点”）的动作轨迹。此外，凸齿销12b的基准轴12X相当于和凸齿销12b的齿厚中心面与基准圆锥面的交线平行的轴。

接着，对抽出的凸齿销12b相对于摆动齿轮15的相对动作轨迹进行坐标变换，由此生成加工工具的动作轨迹亦即NC程序（S3）（相当于本发明的“坐标变换工序”、“坐标变换单元”）。该NC程序相当于用于对工件坐标系中的摆动凹齿15b进行加工的加工工具的动作轨迹。其详细内容见后述。

接着，根据生成的NC程序，使圆盘状工件以及加工工具的至少一方移动（S4）（相当于本发明的“加工工序”、“加工单元”）。即，以使加工工具相对于圆盘状工件的相对动作轨迹、与在步骤S2中抽出的凸齿销12b的动作轨迹一致的方式使圆盘状工件以及加工工具的至少一方移动。这里，圆盘状工件是形成摆动凹齿15b的加工前的摆动齿轮15的形状的材料。

以下，对轨迹抽出工序、坐标变换工序以及加工工序详细进行说明。

（2.2）轨迹抽出工序（轨迹抽出单元）

参照图6（a1）、图6（a2）、图6（b1）、图6（b2）、图6（c1）、图6（c2），对轨迹抽出工序进行说明。对于凸齿销12b的形状而言，只表示图2（a）以及图2（b）所示的固定轴12的相对于固定轴主体12a突出的凸齿销12b的部分。即，在图6（a1）~图6（c2）的各图中，对于凸齿销12b而言，表示图2（a）以及图2（b）所示的凸齿销12b的共同的部分。

如图6（a1）所示，在凸齿销12b与摆动凹齿15b啮合前的状态下，在从摆动齿轮15的旋转中心轴方向（图1（a）以及图1（b）的“B”）观察的情况下，凸齿销12b的基准轴12X相对于摆动凹齿15b的齿槽方向15X而向图6（a1）的右侧倾斜。并且，如图6（a2）所示，在从摆动凹齿15b的基准圆锥面的接合面中的与齿槽方向15X正交的方向观察的情况下，凸齿销12b的基准轴12X相对于摆动凹齿15b的齿槽方向15X而向图6（a2）的左侧倾斜。而且，在两个图中，凸齿销12b的销中心点12C位于从摆动凹齿15b的齿槽方向15X错开的位置。

接下来，如图6（b1）以及图6（b2）所示，在凸齿销12b与摆动凹齿15b啮合的状态下，摆动凹齿15b的齿槽方向15X与凸齿销12b的基准轴12X一致。当然，凸齿销12b的销中心点12C与摆动凹齿15b的齿槽方向15X也一致。

接下来，如图6（c1）所示，在凸齿销12b从相对于摆动凹齿15b啮合的状态分离时的状态下，在从摆动齿轮15的旋转中心轴方向（图1（a）以及图1（b）的“B”）观察的情况下，凸齿销12b的基准轴12X相对于摆动凹齿15b的齿槽方向15X而向图6（c1）的左侧倾斜。并且，如图6（c2）所示，在从摆动凹齿15b的基准圆锥面的接合面中的与齿槽方向15X正交的方向观察的情况下，凸齿销12b的基准轴12X相对于摆动凹齿15b的齿槽方向15X而向图6（c2）的左侧倾斜。而且，在两个图中，凸齿销12b的销中心点12C位于从摆动凹齿15b的齿槽方向15X错开的位置。

即，凸齿销12b的基准轴12X的动作轨迹以及销中心点12C的动作轨迹成为如图7（a）以及图7（b）所示的情况。能够将该基准轴12X的动作轨迹分解为第一直动轴、第二直动轴、第三直动轴、第四旋转轴、第五旋转轴以及第六计算轴来表示。这里，在图7以及以后的图中，○中的数字与该各轴的编号一致。例如，○的中的数字用“1”表示的轴是第一直动轴。

即，第一直动轴是使凸齿销12b的基准位置（规定位置）在与圆盘状工件（摆动齿轮15）的凹齿形成面（在本实施方式中为“轴向端面”）接触的面正交的方向上移动的轴。第二直动轴是使凸齿销12b的基准位置在与圆盘状工件（摆动齿轮15）的凹齿形成面接触的面上、且在摆动凹齿15b的齿槽方向上移动的轴。第三直动轴是使凸齿销12b的基准位置在与圆盘状工件（摆动齿轮15）的凹齿形成面接触的面上、且在第二直动轴正交的方向上移动的轴。

第四旋转轴是使凸齿销12b的基准位置绕第一直动轴进行旋转的轴。第五旋转轴是使凸齿销12b的基准位置绕第三直动轴进行旋转的轴。这里表示的第四旋转轴以及第五旋转轴是以凸齿销12b的销中心点12C为中心而进行旋转的轴。第六计算轴是与摆动齿轮15的旋转中心轴B（如图1（a）以及图1（b）所示）一致并算出摆动齿轮15的旋转相位的轴。

（2.3）坐标变换工序（坐标变换单元）

这里，本实施方式中的机床将具有第一轴~第六轴的机械结构作为对象。即，本实施方式中的NC程序与上述凸齿销12b的动作轨迹相同，也由3个直动轴和3个旋转轴表示。即，在该坐标变换工序中，以进行实际上与凸齿销12b的动作轨迹相同的动作的方式，生成包括3个直动轴和3个旋转轴的NC程序。

（2.4）加工工序（加工单元）

可以使用能够表现凸齿销12b的外周形状的任何工具作为本实施方式中的加工工具。第一加工工具是与凸齿销12b的外周形状一致或者稍微相似的圆柱状的销形状的工具，且是绕销中心轴进行旋转的工具。另外，第二加工工具是图8（a）以及图8（b）所示的圆环磨石30。圆环磨石30是图8（a）所示的圆盘状工具且其外周边缘形状形成为例如图8（b）所示的圆弧凸状。图8（b）所示的该圆环磨石30的宽度为凸齿销12b的直径以下。通过将该圆环磨石30的中心轴在凹齿15b的齿槽方向上错开的多个位置进行切入的动作，由此利用圆环磨石30模拟地表现凸齿销12b。另外，能够使用图9（a）以及图9（b）所示的旋转的带状的工具。如图9（a）所示，该带状的工具在旋转方向上具有直线部分。而且，该直线部分的外周侧的形状与凸齿销12b的外周形状的一部分一致或者相似。

而且，在该加工工序中，根据利用坐标变换工序进行了坐标变换的NC程序进行加工。即，如图10所示，利用由第一直动轴、第二直动轴、第三直动轴、第四旋转轴（绕销中心点12C）、第五旋转轴（绕销中心点12C）以及第六计算轴（绕摆动齿轮15的旋转中心轴B）构成的6个轴，使圆盘状工件和加工工具相对移动来加工摆动凹齿15b。即，在加工工具为销形状的加工工具的情况下，使该销形状的加工工具移动来进行与凸齿销12b相同的动作。另外，对于旋转带状的工具的情况，使该工具的直线部分进行与销形状的加工工具相同的动作。此外，圆环磨石30的情况的动作在后述的其他实施方式中详细进行说明。

（3）第一实施方式的效果

根据本实施方式，使用6个轴结构的NC机床，从而能够加工摆动齿轮15的摆动凹齿15b。即，即使在摆动齿轮15的外径不同的情况下、或在摆动凹齿15b的形状不同的情况下，也能够利用同一NC机床加工摆动凹齿15b。

另外，摆动齿轮15是相对于对象齿轮（固定轴12或者输出轴13）而以交叉轴为中心进行旋转的凹凸齿轮。由于是这样的结构，所以两个齿轮的啮合率提高。因此能够实现小型化、高强度化以及静音性。另一方面，为了实现良好的齿接触，需要形成精度非常高的齿面形状，因此存在齿面形状不容易加工的问题。与此相对，通过应用本实施方式的加工方法，从而能够容易且高精度地形成具有交叉轴的摆动齿轮15的摆动凹齿15b、15c。其结果是，能够在形成与以往相同程度的精度的情况下削减加工成本。

这里，由于凸齿销12b的齿数Z1与摆动凹齿15b的齿数Z2不同，所以成为固定轴12与摆动齿轮15能够可靠地差动旋转的结构。而且，如图2~图4所示，由于两者的齿数不同，所以摆动凹齿15b的形状成为非常复杂的形状。

并且，将凸齿销12b的基准轴正交方向的剖面形状形成为圆弧状。这样，固定轴12与摆动齿轮15能够非常平滑地进行差动旋转。另一方面，摆动齿轮15的摆动凹齿15b的加工变得复杂。由于凸齿销12b的基准轴正交方向的剖面形状是圆弧状，所以摆动凹齿15b由整体上近似圆弧凹状的剖面形状构成，详细地说，圆弧凹状的开口边缘部分具有下垂的剖面形状。这样，即使摆动凹齿15b是复杂的形状，根据本实施方式也能够可靠地进行高精度的加工。其结果是，能够以低成本形成高性能的摆动齿轮15。

另外，摆动齿轮15与固定轴12的相对的动作是三维的复杂动作，但通过使用凸齿销12b的基准轴12X就能够可靠地把握凸齿销12b的相对动作轨迹。

另外，在将加工工具形成为与凸齿销12b一致或者相似的形状的情况下，使加工工具的动作为实际上与凸齿销12b相同的动作，从而能够形成最佳的摆动凹齿15b。作为加工工具，与使用了旋转带状的工具的情况相同。

另外，将凸齿销12b的相对动作轨迹变换为加工工具在工件坐标系中的动作。在本实施方式中，使凸齿销12b的动作与由销形状构成的加工工具的动作实际上一致。因此利用轨迹抽出工序抽出的凸齿销12b的动作轨迹和NC程序，实际上不会差别很大。但是根据加工工具的种类，有时在轨迹抽出工序中抽出的相对动作轨迹与由工件坐标系构成的加工工具的动作轨迹不同。即，通过设定坐标变换工序，由此能够生成与加工工具的种类对应的NC程序。这点对于其他实施方式特别有效。

＜第二实施方式：5个轴的结构（3个直动轴、2个旋转轴）（删掉第四旋转轴的第一例）＞

参照图11对第二实施方式的摆动型齿轮装置的摆动齿轮的加工方法以及加工装置进行说明。本实施方式中的加工装置表示具有3个正交直动轴和2个旋转轴的5个轴的结构的情况。删掉第一实施方式的第四旋转轴。具体而言，将在第一实施方式中说明的第四旋转轴的动作分解为第六计算轴和第三直动轴。

这里，在本实施方式中，第一实施方式的“模型的生成”（S1）以及“轨迹抽出工序”（S2）相同。即，在轨迹抽出工序中抽出的凸齿销12b的动作轨迹通过3个直动轴和3个旋转轴来表示。

接着，在坐标变换工序中，首先，将第四旋转轴的动作分解为第六计算轴和第三直动轴从而进行删掉第四旋转轴的动作的处理。这里，第四旋转轴是绕与第六计算轴平行的轴进行旋转的轴。因此如图11所示，使第四旋转轴的中心、即凸齿销12b的销中心点12C与第六计算轴的旋转中心（摆动齿轮15的旋转中心轴B）一致。此时，在使凸齿销12b的销中心点12C移动时，位于凸齿销12b的基准轴12X上。即，假设凸齿销12b的齿长度无限长，则移动后的第四旋转轴的旋转中心在第三直动轴上移动。这样将第四旋转轴分解成第六计算轴和第三直动轴，从而能够删掉第四旋转轴的动作。结果是，凸齿销12b的相对动作轨迹成为由3个直动轴和2个旋转轴表示。

而且，接下来，利用坐标变换工序，根据计算出的第一直动轴、第二直动轴以及第三直动轴3个直动轴、和第五旋转轴以及第六计算轴2个旋转轴的动作轨迹，生成利用3个直动轴和2个旋转轴表示的NC程序。此外本实施方式中的机床将具有第一轴~第三轴、第五轴、第六轴的机械结构作为对象。

接着，在加工工序中，加工工具与第一实施方式相同，考虑将与凸齿销12b的外周形状一致的销形状的工具作为对象。而且，在该加工工序中，根据利用坐标变换工序进行了坐标变换的5个轴的结构的NC程序进行加工。即，如图11所示，利用由第一直动轴、第二直动轴、第三直动轴、第五旋转轴（绕销中心点12C）以及第六计算轴（绕摆动齿轮15的旋转中心轴B）构成的5个轴，来使圆盘状工件与加工工具相对移动，由此加工摆动凹齿15b。

这样，根据本实施方式，能够省略第四旋转轴的动作而利用5个轴进行加工。因此能够减少加工摆动凹齿15b的机床的结构的轴数，所以能够实现机床的低成本化。

＜第三实施方式：5个轴的结构（3个直动轴、2个旋转轴）（删掉第四旋转轴的第二例）＞

参照图12对第三实施方式的摆动型齿轮装置的摆动齿轮的加工方法以及加工装置进行说明。本实施方式的加工装置表示了具有3个正交直动轴和2个旋转轴的5个轴的结构的情况。删掉了第一实施方式中的第四旋转轴。具体而言，将在第一实施方式中说明的第四旋转轴的动作分解为第六计算轴和第二直动轴。

这里，在本实施方式中，第一实施方式中的“三维CAD的模型的生成”（S1）以及“轨迹抽出工序”（S2）相同。即，在轨迹抽出工序中抽出的凸齿销12b的动作轨迹由3个直动轴和3个旋转轴表示。

接着，在坐标变换工序中，首先，进行将第四旋转轴的动作分解为第六计算轴和第二直动轴从而进行删掉第四旋转轴的动作的处理。这里，第四旋转轴如在第二实施方式中说明的那样，是绕与第六计算轴平行的轴进行旋转的轴。因此如图12所示，使第四旋转轴的中心、即凸齿销12b的销中心点12C与第六计算轴的旋转中心（摆动齿轮15的旋转中心轴B）一致。此时，在使凸齿销12b的销中心点12C移动时，位于凸齿销12b的基准轴12X上。即，移动的第四旋转轴的旋转中心在第二直动轴上移动。这样将第四旋转轴分解为第六计算轴和第二直动轴，从而能够删掉第四旋转轴的动作。结果是，凸齿销12b的相对动作轨迹由3个直动轴和2个旋转轴表示。

而且，接下来，利用坐标变换工序，根据计算出的第一直动轴、第二直动轴以及第三直动轴3个直动轴、和第五旋转轴以及第六计算轴2个旋转轴的动作轨迹，生成由3个直动轴和2个旋转轴表示的NC程序。此外，本实施方式中的机床将具有第一轴~第三轴、第五轴、第六轴的机械结构作为对象。

接着，在加工工序中，作为加工工具与第一实施方式相同，考虑将与凸齿销12b的外周形状一致的销形状的工具作为对象。而且，在该加工工序中，根据利用坐标变换工序进行了坐标变换的5个轴的结构的NC程序进行加工。即，如图12所示，利用由第一直动轴、第二直动轴、第三直动轴、第五旋转轴（绕销中心点12C）以及第六计算轴（绕摆动齿轮15的旋转中心轴B）构成的5个轴，来使圆盘状工件与加工工具相对移动，由此加工摆动凹齿15b。

＜第四实施方式：4个轴的结构（2个直动轴、2个旋转轴）（删掉第二直动轴、第四旋转轴）＞

参照图11、图13~图15对第四实施方式的摆动型齿轮装置的摆动齿轮的加工方法以及加工装置进行说明。本实施方式中的加工装置表示了具有2个正交直动轴和2个旋转轴的4个轴的结构的情况。删掉了第一实施方式中的第四旋转轴和第二直动轴。具体而言，将在第一实施方式中说明的第四旋转轴的动作分解为第六计算轴和第三直动轴，将第二直动轴分解为第一直动轴和第三直动轴。

这里，在本实施方式中，第一实施方式“模型的生成”（S1）以及“轨迹抽出工序”（S2）相同。即，在轨迹抽出工序中抽出的凸齿销12b的动作轨迹由3个直动轴和3个旋转轴表示。

接着，在坐标变换工序中，首先，如图11所示，如在第二实施方式中说明的那样，在轨迹抽出工序中，进行将第四旋转轴的动作分解为第六计算轴和第三直动轴，从而进行删掉第四旋转轴的动作的处理。即，此时，凸齿销12b的相对动作轨迹由3个直动轴和2个旋转轴表示。

并且，在本实施方式中，在坐标变换工序中，进行删掉第二直动轴的动作的处理。参照图13（a）以及图13（b），对该处理的概要进行说明。如图13（a）以及图13（b）所示，假设凸齿销12b的齿长度为无限长，使凸齿销12b的销中心点12C在凸齿销12b的基准轴12X上移动。并且，使凸齿销12b的销中心点12C在通过第一直动轴和第三直动轴的平面上移动。其详细情况如图14（a）以及图14（b）所示。各个销中心点12C分别在通过第一直动轴和第三直动轴的平面上移动。这样，将第二直动轴的动作分解为第一直动轴和第三直动轴，从而能够删掉第二直动轴的动作。

此外，在上述中为了简化说明，对首先删掉第四旋转轴，之后删掉第二直动轴的处理方法进行了说明，但可以反过来进行两者的删掉处理，也能够得到相同的结果。另外，作为处理也可以同时进行第四旋转轴的删掉处理和第二直动轴的删掉处理。

因此，在本实施方式中，相对于第一实施方式，凸齿销12b的相对动作轨迹删掉了第四旋转轴和第二直动轴。即，如图15（a）以及图15（b）所示，最终得到的凸齿销12b的相对动作轨迹由第一直动轴以及第三直动轴2个直动轴、和第五旋转轴以及第六计算轴2个旋转轴表示。

而且，接下来，在坐标变换工序中，根据计算出的第一直动轴以及第三直动轴2个直动轴、第五旋转轴以及第六计算轴2个旋转轴的动作轨迹，生成由2个直动轴和2个旋转轴表示的NC程序。此外，本实施方式中的机床将具有第一轴、第三轴、第五轴、第六轴的机械结构作为对象。

接着，在加工工序中，作为加工工具与第一实施方式相同，考虑将与凸齿销12b的外周形状一致的销形状的工具作为对象。而且，在该加工工序中，根据利用坐标变换工序进行了坐标变换的4个轴的结构的NC程序进行加工。即，如图15所示，利用由第一直动轴、第三直动轴、第五旋转轴（绕销中心点12C）以及第六计算轴（绕摆动齿轮15的旋转中心轴B）构成的4个轴，来使圆盘状工件与加工工具相对移动，由此加工摆动凹齿15b。

这样，根据本实施方式，能够省略第四旋转轴的动作以及第二直动轴的动作而利用4个轴进行加工。因此能够减少加工摆动凹齿15b的机床的结构的轴数，所以能够实现机床的低成本化。

＜第五实施方式：4个轴的结构（2个直动轴、2个旋转轴）（删掉第三直动轴、第四旋转轴）＞

参照图12、图16~图18对第五实施方式的摆动型齿轮装置的摆动齿轮的加工方法以及加工装置进行说明。本实施方式中的加工装置表示了具有2个正交直动轴和2个旋转轴4轴的结构的情况。删掉了第一实施方式中的第四旋转轴和第三直动轴。具体而言，将在第一实施方式中说明的第四旋转轴的动作分解为第六计算轴和第二直动轴，将第三直动轴分解为第一直动轴和第二直动轴。

这里，在本实施方式中，第一实施方式中的“模型的生成”（S1）以及“轨迹抽出工序”（S2）相同。即，在轨迹抽出工序中抽出的凸齿销12b的动作轨迹由3个直动轴和3个旋转轴表示。

接着，在坐标变换工序中，首先，如图12所示，如第三实施方式说明的那样，在轨迹抽出工序中，进行将第四旋转轴的动作分解为第六计算轴和第二直动轴，从而进行删掉第四旋转轴的动作的处理。即，此时，凸齿销12b的相对动作轨迹由3个直动轴和2个旋转轴表示。

并且，在本实施方式中，在坐标变换工序中，进行删掉第三直动轴的动作的处理。参照图16（a）以及图16（b），对该处理的概要进行说明。如图16（a）以及图16（b）所示，假设凸齿销12b的齿长度为无限长，使凸齿销12b的销中心点12C在凸齿销12b的基准轴12X上移动。并且使凸齿销12b的销中心点12C在通过第一直动轴和第二直动轴的平面上移动。其详细情况如图17（a）以及图17（b）所示。各个销中心点12C分别在通过第一直动轴和第二直动轴的平面上移动。这样，将第三直动轴的动作分解为第一直动轴和第二直动轴，从而能够删掉第三直动轴的动作。

此外，在上述中为了简化说明，对首先删掉第四旋转轴，之后删掉第三直动轴的处理方法进行了说明，但可以反过来进行两者的删掉处理，也能够得到相同的结果。另外，作为处理，能够同时进行第四旋转轴的删掉处理和第三直动轴的删掉处理。

因此，在本实施方式中，相对于第一实施方式，凸齿销12b的相对动作轨迹删掉了第四旋转轴和第三直动轴。即，如图18（a）以及图18（b）所示，最终得到的凸齿销12b的相对动作轨迹由第一直动轴以及第二直动轴2个直动轴、和第五旋转轴以及第六计算轴2个旋转轴表示。

而且，接下来，利用坐标变换工序，根据计算出的第一直动轴以及第二直动轴2个直动轴、第五旋转轴以及第六计算轴2个旋转轴的动作轨迹，生成由2个直动轴和2个旋转轴表示的NC程序。此外，本实施方式中的机床将具有第一轴、第二轴、第五轴、第六轴的机械结构作为对象。

接着，在加工工序中，作为加工工具与第一实施方式相同，考虑将与凸齿销12b的外周形状一致的销形状的工具作为对象。而且，在该加工工序中，根据利用坐标变换工序进行了坐标变换的4个轴的结构的NC程序进行加工。即，如图18所示，利用由第一直动轴、第二直动轴、第五旋转轴（绕销中心点12C）以及第六计算轴（绕摆动齿轮15的旋转中心轴B）构成的4个轴，来使圆盘状工件与加工工具相对移动，从而加工摆动凹齿15b。

这样，根据本实施方式，能够省略第四旋转轴的动作以及第二直动轴的动作从而利用4个轴进行加工。因此，能够减少加工摆动凹齿15b的机床的结构的轴数，所以能够实现机床的低成本化。

＜第六实施方式：4个轴的结构（3个直动轴、1个旋转轴）＋圆环磨石＞

参照图8、图11、图12、图19~图22对第六实施方式的摆动型齿轮装置的摆动齿轮的加工方法以及加工装置进行说明。本实施方式的加工装置表示了具有3个正交直动轴和1个旋转轴的4个轴的结构的情况。删掉了第一实施方式中的第四旋转轴和第五旋转轴。具体而言，将在第一实施方式中说明的第四旋转轴的动作分解为第六计算轴和第二直动轴，将第五旋转轴分解为第一直动轴和第二直动轴。除此之外，使用圆环磨石（圆盘状工具）作为加工工具。

（4）摆动齿轮的加工方法以及加工装置

（4.1）摆动齿轮的加工方法的基本概念

对摆动型齿轮装置中的摆动齿轮15的摆动凹齿15b的加工方法的基本概念进行说明。在本实施方式的加工方法中，使用图8所示的圆环磨石30。圆环磨石30是如图8（a）所示的圆盘状工具，其外周边形状形成为如图8（b）所示的圆弧凸状。

在使用该圆环磨石30加工摆动凹齿15b的情况下，能够进行图19所示的动作。即，利用圆环磨石30能够将第一实施方式中的第五旋转轴由第一直动轴和第二直动轴表示。然而，在对摆动凹齿15b进行了1次圆环磨石30的连续的动作（相当于凸齿销12b的动作轨迹的动作）的情况下，如图20（a）以及图20（b）所示，在摆动凹齿15b上产生了切削残余。

因此，如图21所示，通过使圆环磨石30的中心轴在错开摆动凹齿15b的齿槽方向的多个位置进行切入的动作，从而利用圆环磨石30模拟地表现凸齿销12b。其结果是，能够减少摆动凹齿15b的切削残余。在图21中，表示了切入动作在3个位置进行的例子。这样，在多个切入动作的位置进行圆环磨石30的连续动作，从而能够进行更高精度的摆动凹齿15b的加工。

根据该基本概念，参照图22对本实施方式的加工方法的处理步骤进行说明。如图22所示，生成摆动齿轮15以及凸齿销12b的三维CAD的模型（S11）。该模型是摆动齿轮15与固定轴12进行差动旋转的动作模型。

接着，抽出两者差动旋转时的、凸齿销12b相对于摆动凹齿15b的相对动作轨迹（S12）（相当于本发明的“迹抽出工序”、“轨迹抽出方法”）。在抽出该相对动作轨迹时，首先进行与第一实施方式的轨迹抽出工序中的处理相同的处理。即，利用轨迹抽出工序，抽出凸齿销12b的基准轴12X以及销中心点12C相对于摆动齿轮15的相对动作轨迹。即，此时，在轨迹抽出工序中抽出的凸齿销12b的动作轨迹由3个直动轴和3个旋转轴表示。

接着，对抽出的凸齿销12b相对于摆动齿轮15的相对动作轨迹进行坐标变换，由此生成圆环磨石30的动作轨迹亦即NC程序（S13）（相当于本发明的“坐标变换工序”、“坐标变换方法”）。

首先，在坐标变换工序中，如在第二实施方式或第三实施方式中说明的那样，如图11或图12所示，进行将第四旋转轴的动作分解为第六计算轴和第三直动轴（或者第二直动轴）从而进行删掉第四旋转轴的动作的处理。即，此时，凸齿销12b的相对动作轨迹由3个直动轴和2个旋转轴表示。

并且，在本实施方式中，在坐标变换工序中，进行了删掉第五旋转轴的动作的处理。该处理如上所述，是通过使用圆环磨石30来实现的。即，此时，凸齿销12b的相对动作轨迹由3个直动轴和1个旋转轴表示。这里，此时，圆环磨石30在齿槽方向的切入动作的位置是1处。而且，接下来，对计算出的凸齿销12b相对于摆动齿轮15的相对动作轨迹进行坐标变换，由此生成加工工具的动作轨迹亦即NC程序。

接着，使圆环磨石30与圆盘状工件（摆动齿轮15）相对移动来进行加工模拟（S14）（相当于本发明的“模拟工序”、“模拟单元”）。即，按照生成的NC程序而使圆环磨石30相对于摆动凹齿15b加工前的圆盘状工件进行移动，从而利用加工模拟生成加工后的圆盘状工件的形状。

接着，对预先设定的理想形状模型与加工模拟的结果的形状进行比较并计算误差（S15）。接着，判定计算出的误差是否在预先设定的允许值以内（S16）。

而且，在计算出的误差超过了允许值的情况（S16：N）下，计算使圆环磨石30的中心轴错开摆动凹齿15b的齿槽方向进行切入动作的位置（S17）（相当于本发明的“切入位置计算工序”）。这里，例如使圆环磨石30的中心轴在错开摆动凹齿15b的齿槽方向的2个位置进行切入的动作。这里，在该切入位置计算工序中，计算使加工模拟的结果的形状与理想形状模型的误差变小且加工时间缩短的切入动作的位置。

当切入动作的位置的计算结束时，则返回步骤S13，并根据计算出的切入动作的位置再次进行坐标变换处理。即，反复进行步骤S13~S17，由此在切入位置计算工序中，计算出使加工模拟的结果的形状与理想形状模型的误差在设定的允许值以内且加工时间最短的切入动作的位置。

而且，若计算出的误差在允许值以内（S16：是），则根据生成的NC程序，使圆盘状工件以及圆环磨石30的至少一方移动（S18）（相当于本发明的“加工工序”、“加工方法”）。

这样，根据本实施方式，通过使用圆环磨石30由此能够省略第四旋转轴的动作以及第五旋转轴的动作，而利用4个轴进行加工。因此能够减少加工摆动凹齿15b的机床的结构的轴数，所以能够实现机床的低成本化。但是，使用圆环磨石30反而会产生几何学的误差，即产生切削残余。因此，进行加工模拟通过与理想形状模型进行比较，从而能够可靠地形成高精度的摆动凹齿15b。并且能够计算出最短时间的加工条件。

此外，只要至少具有在本实施方式中说明的由3个直动轴和1个旋转轴构成的4个轴的结构，则能够使用圆环磨石30来加工摆动齿轮15的摆动凹齿15b。即，在第一实施方式（6个轴的结构）以及第二实施方式（由3个直动轴和2个旋转轴构成的5个轴的结构）中，能够进行使用了圆环磨石30的加工。

＜第七实施方式＞

在上述第一实施方式~第六实施方式中，对将摆动型齿轮装置的摆动齿轮作为加工对象的加工方法进行了说明。摆动型齿轮装置是具有2组各自的旋转中心轴交叉的凹凸齿轮和对象齿轮的关系的结构。参照图23（a）以及图23（b），对由具有1组这样的凹凸齿轮和对象齿轮的关系的结构构成的动力传递装置进行说明。

这里，图23（a）表示凸齿销112b相对于输入轴主体112a单独形成的情况，图23（b）表示凸齿销112b相对于输入轴主体112a一体形成的情况。

如图23（a）以及图23（b）所示，动力传递装置由输入轴112和输出轴115构成。输入轴112（相当于本发明的“对象齿轮”）由与第一实施方式中的输出轴13大致相同的结构构成。输入轴112由输入轴主体112a和多个凸齿销112b构成。输入轴主体112a（相当于本发明的“对象齿轮主体”）是以轴线A为旋转中心轴的圆筒状的部件。而且，输入轴主体112a经由轴承而被支承为能够相对于未图示的外壳绕旋转中心轴A进行旋转。

输出轴115（相当于本发明的“凹凸齿轮”）与第一实施方式的内圈（摆动齿轮）15中的一侧的端面形状大致相同。即，在输出轴115的轴向一侧（图23（a）以及图23（b）的左侧）的端面，沿周向以等间隔形成有多个（G2）凹齿115b。该输出轴115经由轴承而被未图示的外壳支承为能够以相对于旋转中心轴A倾斜的旋转中心轴B为中心进行旋转。而且，输出轴115的轴向另一侧（图23（a）以及图23（b）的右侧）与其他的动力传递部件连结。

这样，在将以相对于输入轴112的旋转中心轴A交叉的旋转中心轴B为中心进行旋转的输出轴115的凹齿作为加工对象的情况下，能够同样应用上述实施方式的加工方法。而且能起到相同的效果。

＜其他＞

另外，在上述实施方式中，对凸齿销12b的基准轴正交方向的剖面形状为圆弧状的情况进行了说明，但除此之外，如图24所示，在凸齿销12b为梯形形状、渐开线形状等情况下也能够应用。

另外，在上述实施方式中，对固定轴12的凸齿销12b与摆动凹齿15b的关系进行了说明，但也能够同样应用于输出轴13的凸齿销13b与摆动凹齿15c的关系。

另外，上述实施方式将具有交叉轴的凹凸齿轮的凹齿作为加工对象进行了说明，但也能够应用于以相对于对象齿轮的旋转轴平行的轴为中心进行旋转的凹凸齿轮，即以圆柱齿轮的凹齿作为加工对象。在该情况下，能够容易且高精度地加工圆柱齿轮的凹齿而不使用现有的专用机器。

Claims

1.一种凹凸齿轮的加工方法，是将凹齿和凸齿沿周向连续地形成，通过将该凹齿与对象齿轮的凸齿啮合由此能够在与上述对象齿轮之间传递动力的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，具备以下工序：

2.根据权利要求1所述的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，

上述凹凸齿轮是以相对于上述对象齿轮的旋转中心轴交叉的交叉轴为中心进行旋转的齿轮。

3.根据权利要求1或2所述的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，

上述对象齿轮的凸齿的数量与上述凹凸齿轮的凹齿的数量不同。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，

上述轨迹抽出工序抽出上述对象齿轮的凸齿的基准轴相对于上述凹凸齿轮的相对动作轨迹，

上述基准轴是和上述对象齿轮的凸齿的齿厚中心面与基准圆锥面的交线平行的轴。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，

上述对象齿轮具备一体形成上述凸齿的对象齿轮主体、或者具备与上述凸齿分别形成且支承上述凸齿的上述对象齿轮主体，

上述对象齿轮的凸齿的外周面的该凸齿的基准轴正交方向的剖面形状形成为圆弧状。

6.根据权利要求5所述的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，

上述加工工具是圆盘状工具，

上述加工工序通过使上述圆盘状工具的中心轴在错开上述凹凸齿轮的凹齿的齿槽方向的多个位置进行切入的动作，由此利用上述圆盘状工具模拟地表现上述对象齿轮的凸齿，从而利用上述圆盘状工具来加工上述凹凸齿轮的凹齿。

7.根据权利要求6所述的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，上述加工方法具备以下工序：

8.根据权利要求7所述的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，

上述切入位置计算工序使上述加工模拟的结果的形状与上述理想形状模型的误差在所设定的允许值以内，并且计算加工时间为最短的上述切入动作的位置。

9.根据权利要求5所述的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，

上述加工工具形成为与上述对象齿轮的凸齿的外周形状一致或者相似的销形状，且绕销中心轴旋转。

10.根据权利要求5所述的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，

上述加工工具是旋转的带状的工具，且在旋转方向上具有直线部。

11.根据权利要求1~10中任一项所述的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，

12.根据权利要求11所述的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，

第一直动轴，其使上述对象齿轮的凸齿的基准位置在与上述圆盘状工件的凹齿形成面接触的面正交的方向上移动;

第二直动轴，其使上述对象齿轮的凸齿的基准位置在与上述圆盘状工件的凹齿形成面接触的面上、且在上述凹凸齿轮的凹齿的齿槽方向上移动;

上述坐标变换工序，

13.根据权利要求11所述的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，

上述坐标变换工序，

14.根据权利要求11所述的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，

上述坐标变换工序，

15.根据权利要求11所述的凹凸齿轮的加工方法，其特征在于，

上述坐标变换工序，

16.一种凹凸齿轮的加工装置，是将凹齿和凸齿沿周向连续地形成，通过将该凹齿与对象齿轮的凸齿啮合由此能够在与上述对象齿轮之间传递动力的凹凸齿轮的加工装置，其特征在于，具备：