JP3864718B2 - ホーニング加工用砥石のドレッシング方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホーニング加工用砥石の加工部に対しドレッシング用砥石にてドレッシングを行うホーニング加工用砥石のドレッシング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、少なくとも歯部表面(歯面)及びその近傍部分に硬化熱処理を施した歯車について、例えばギヤノイズの抑制やピッチング発生の防止などを主な目的として、その歯面に対しホーニング加工用砥石を用いてギヤホーニング加工を施すことは、一般に行われている。
かかるギヤホーニング加工を施すことにより、歯車の歯面形状を極めて高精度に仕上げ、また、歯面の表面粗さ等の表面性状をより向上させることができる。
【０００３】
このようにホーニング加工用砥石を用いて多数のワーク（歯車）を順次ホーニング加工して行く場合、上記ホーニング加工用砥石が使用に伴なって摩耗するので、当該砥石の加工部に対して定期的に（例えば、一定個数のワークをホーニング加工する毎に）所謂ドレッシングが行われる。
このドレッシングは、ホーニング加工機にワークの代わりに該ワークの形状に極く類似した形状のドレッシング用砥石を装着し、当該ホーニング加工用砥石の加工部をドレッシング用砥石で仕上げることにより行われる。
【０００４】
このドレッシングは、１つのホーニング加工用砥石で数多くのワークをホーニング加工する過程で定期的に繰り返して行われるが、このようにドレッシングを繰り返して行い、ドレッシング用砥石によるホーニング加工用砥石の加工部への切り込みが進行するに連れて、該ホーニング加工用砥石とドレッシング用砥石の（換言すれば、ホーニング加工用砥石とワークの）中心間距離が変化することになるので、両者間の噛み合い圧力角が変化し、ホーニング加工されるワークの形状精度に大きな影響を及ぼすことになる。
【０００５】
上記噛み合い圧力角とは、周知のように、一対の噛み合っている歯車の噛み合いピッチ円上における圧力角（αｂ）を言い、各歯車の基礎円半径（ｒｇ１，ｒｇ２）と両歯車の中心間距離（ａ）によって定まるものであり、次式▲１▼で表わされる。
ｃｏｓ（αｂ）＝（ｒｇ１＋ｒｇ２）／ａ …▲１▼
【０００６】
尚、ドレッシングの進行に伴なってホーニング加工用砥石とドレッシング用砥石の（換言せれば、ワークとの）中心間距離が変化することに関連して、例えば、特開平１０−９４９２０号公報では、内歯歯車状のホーニング加工用砥石をドレッシング用砥石で繰り返してドレッシングを行う際、毎回一定の切り込み量でドレッシングを行うと、砥石の歯丈の減少に応じて歯厚方向の削り代が増加し、それだけ無駄なドレッシングを行うことになるので、かかる無駄を排除するために、ドレッシングの進行に伴なう両砥石の中心間距離の増大に応じて、ドレッシング用砥石によるホーニング加工用砥石の加工部への切り込み量を減少させて、各回のドレッシングにおいて歯厚方向の削り代を一定にするようにした構成が開示されている。
【０００７】
また、上述のように、ドレッシング用砥石によるホーニング加工用砥石の加工部への切り込みが進行するに連れて、ホーニング加工用砥石が減耗することにより、図１５において破線曲線で示すように、ホーニング加工用砥石１１４の歯先部分の歯厚が初期状態（図１５における実線曲線参照）から減少して行くので、当該部分における砥石１１４の剛性が低下して撓みが大きくなる。従って、かかるホーニング加工用砥石１１４でホーニング加工を行った場合、ワークの形状精度は大きな影響を受けることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来では、上記ドレッシング用砥石によるホーニング加工用砥石の加工部への切り込みが進行するに連れて、ホーニング加工用砥石とドレッシング用砥石との（換言すれば、ワークとの）噛み合い圧力角が変化することに加えて、ホーニング加工用砥石の歯先部分の歯厚が減少して砥石の撓みが増大することに起因して、ワークの形状精度のバラツキが次第に大きくなるという問題があった。
【０００９】
特に、従来では、１つのホーニング加工用砥石にドレッシングを行う場合、該ホーニング加工用砥石の初期状態（未使用の状態）から寿命に至るまで、１つの（歯部形状が１種類の）ドレッシング用砥石でドレッシングを行っており、ドレッシングの進行に伴なって、ワークの歯部形状誤差が大きく変化して形状精度のバラツキが大きくなり、図１４に示すように、ホーニング加工用砥石の本来の設計上の寿命（砥石とワークの中心間距離：Ｓｔ）に至る以前に、ワークの形状精度が規定下限値を下回るようになって実質的に使用不可となり、砥石寿命が実質的に短くなってしまう（砥石とワークの中心間距離：Ｓｔ’）。
また、この場合、ワークの形状誤差は、図１４から良く分かるように、ホーニング加工用砥石の初期状態から実質的な寿命（上記中心間距離：Ｓｔ’）に至るまで略直線的に（１つの直線に略沿って）変化するので、形状精度のバラツキは大きなものとなる。
【００１０】
この発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、ホーニング加工用砥石に対するドレッシングの進行に伴なうワーク形状精度のバラツキを抑制し、該ホーニング加工用砥石の実質的な砥石寿命の低下を防止することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、本願の請求項１に係る発明(以下、第１の発明という)は、一群の歯車状ワークをホーニング加工用砥石にて順次ホーニング加工する途中に、該ホーニング加工用砥石の加工部に対しドレッシング用砥石にてドレッシングを行うホーニング加工用砥石のドレッシング方法であって、上記ドレッシングが繰り返される途中において、その途中時点での上記ホーニング加工用砥石で加工された上記ワークの研磨状態が、当該ホーニング加工用砥石の初期状態におけるワークとの噛合状態での研磨状態に近付くよう、上記途中時点での上記ホーニング加工用砥石の上記ワークとの噛合状態に関するパラメータに応じて、当該時点での上記ドレッシング用砥石の歯面形状を変更することを特徴としたものである。
【００１２】
また、本願の請求項２に係る発明(以下、第２の発明という)は、上記第１の発明において、上記ホーニング加工用砥石と上記ワークとの噛合状態は、両者の各回転中心間の距離に基づいて検出されることを特徴としたものである。
【００１３】
更に、本願の請求項３に係る発明(以下、第３の発明という)は、上記第１の発明において、上記ホーニング加工用砥石が寿命に至るときの上記ワークとの噛合状態に関するパラメータ値を求めておき、該パラメータ値を略等分した各時点においてドレッシングを行うことを特徴としたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明するが、本実施形態は、外歯歯車をホーニング加工するホーニング加工機により、ホーニング加工用砥石をドレス用砥石（ドレスギヤ）でドレスするドレス方法に本発明を適用した場合の一例である。
まず、図１〜図４を参照しながら、数値制御式のホーニング加工機Ｍについて説明する。図１に示すように、ホーニング加工機Ｍは、砥石支持ハウジング１０を備え、この砥石支持ハウジング１０には、中空状のリング部１１が設けられている。このリング部１１の径方向内側には砥石用軸受け（図示略）を介して外向きの歯をもつリングスプロケット１２が回転可能に保持され、このリングスプロケット１２の径方向内側に砥石押え１３によりホーニング加工用砥石１４（以下、砥石という）が固定されている。
【００１５】
この砥石１４は、図４に示すようなインボリュート歯形の複数の内歯を有し、リングスプロケット１２と一体的に回転するようになっており、リングスプロケット１２の左右両側にはクーラント侵入防止用のドーナツ板状の水切り板１５が固定されている。
砥石支持ハウジング１０の上部には、砥石駆動モータ１６が横向きに固定され、この砥石駆動モータ１６の出力軸１７にはモータスプロケット１８が固定されている。このモータスプロケット１８はサイレントチェーン１９を介してリングスプロケット１２に連結されており、これらモータスプロケット１８、サイレントチェーン１９及びリングスプロケット１２により、砥石駆動モータ１６の駆動力が砥石１４に伝達するように構成されている。そして、モータ出力軸１７が図１の矢印Ａ１方向へ回転するのに伴って、砥石１４が図４の矢印Ａ２方向へ回転するようになっている。
【００１６】
前記砥石支持ハウジング１０の後部には、フランジ部２０が設けられ、このフランジ部２０は、ボルト２１によって軸交差角調整装置２２の回転出力軸２３に固定されている。この軸交差角調整装置２２は、回転出力軸２３を回転駆動する砥石旋回モータ２４を備え、この砥石旋回モータ２４の回転駆動力により、ホーニング加工対象のワーク（外歯歯車）またはドレッシング用砥石２５に対する砥石１４と砥石支持ハウジング１０の全体の傾き角（軸交差角）を調整するように構成されている。
【００１７】
この軸交差角調整装置２２は、テーブル２６上に固定されており、このテーブル２６は所定の切込み方向（図１の矢印Ａ３）とその反対方向にスライド可能に設置されている。このテーブル２６には切込み駆動モータ２７及びボールネジ機構（図示略）が設けられ、これらの作動によって、軸交差角調整装置２２、砥石支持ハウジング１０及び砥石１４の全体がテーブル２６とともに前記切込み方向へスライド駆動されるように構成されている。
【００１８】
このホーニング加工機Ｍでホーニング加工されるワークは、本実施形態の場合インボリュート歯形の複数の外歯を有するはすば歯車であり、砥石１４は、そのワークに噛合可能なインボリュート歯形の複数の内歯を有し、この砥石１４の加工部に対してドレッシングを行うドレッシング用砥石２５も、砥石１４に噛合可能なインボリュート歯形の複数の外歯を有するものである。
【００１９】
前記ドレッシング用砥石２５は、図３に示すワーク支持機構３０に回転自在に支持される。このワーク支持機構３０は、ワーク又はドレッシング用砥石２５を軸方向に挟持する主軸台３１と心押し台３２とを備えている。主軸台３１は主軸３３を回転自在に支持し、この主軸３３は主軸モータ３４により回転駆動される。前記主軸３３の先端にはワーク又はドレス用砥石２５の一端に圧接する挟持部３５が形成されている。心押し台３２はベッド３６の上面に配設され、心押し軸３７を図３の矢印Ａ４方向（ワーク軸方向）にスライド自在に支持している。
【００２０】
上記心押し台３２には、ワーク又はドレス用砥石２５の軸方向他端部に圧接する挟持部３８がスラスト軸受けを介して回転可能に付設されており、これら挟持部３８と心押し軸３７がチャック用モータ３９により主軸台３１に接近する方向に駆動されて、ワーク又はドレッシング用砥石２５が挟持される。そして、主軸３３に伝達される回転駆動力が挟持部３５から摩擦力を介してワーク又はドレッシング用砥石２５に伝達される。
【００２１】
前記主軸３３は、ワーク又はドレッシング用砥石２５を砥石１４に噛合させる際に、ワーク又はドレスッシング砥石２５の歯を所定位置に割り出す時だけ回転駆動され、噛合後には図示しないクラッチ機構を分断することで主軸モータ３４との結合が解除され、ワーク又はドレス用砥石２５は図４の矢印Ａ６の方へ砥石１４とつれ回りする。
尚、図６は、上記ドレッシング用砥石２５と砥石１４とを拡大し、その噛合状態を示した斜視図である。
【００２２】
そして、主軸台３１と心押し台３２とは、テーブル２６とは独立のテーブル３６上に固定的に設けられており、このテーブル３６は、テーブル駆動モータ４０とボールネジ機構（図示略）により図３の矢印Ａ５方向へ往復移動可能に設けられている。
上記ドレッシング用砥石２５で砥石１４に対してドレッシングを行う際には、テーブル３６をドレッシング用砥石２５の軸心方向へ往復トラバース移動させながらドレッシングするように構成されている。尚、砥石１４に対してドレッシング用砥石２５がバックラッシュなしの状態に噛合したことを検出する為の変位センサ５２が、心押し軸３７の先端部に設けられている。
【００２３】
次に、このホーニング加工機Ｍの制御系について説明する。
図５に示すように、ホーニング加工機Ｍには、その複数のサーボモータを数値制御方式で制御するコントロールユニット５０が付設されている。このコントロールユニット５０には、操作パネル５１が接続されるとともに、変位センサ５２の検出信号が入力され、このコントロールユニット５０により、砥石駆動モータ１６、砥石旋回モータ２４、切込み駆動モータ２７、主軸モータ３４、チャック用モータ３９及びテーブル駆動モータ４０等が制御される。
【００２４】
前記コントロールユニット５０は、入出力インターフェイス、コンピュータ、複数のモータの為の駆動回路とを有し、コンピュータのメモリには、種々ワーク（外歯歯車）をホーニング加工する制御プログラム、種々の砥石１４に対してドレッシングを行うドレス用制御プログラムが予め入力格納されており、このドレス用制御プログラムには、予め入力格納した種々のデータが含まれている。
【００２５】
次に、前記ホーニング加工機Ｍにより、砥石１４の加工部に対してドレッシング用砥石２５を用いてドレッシングを行うドレッシング方法について説明する。
ワークを所定数（例えば２０〜３０個）ホーニング加工する毎に、その砥石１４をドレッシング用砥石２５でドレッシングを行うが、各回のドレッシングは次のように行われる。
【００２６】
まず、準備段階において、砥石１４とドレッシング用砥石２５とを、互いの軸心が一致する状態にしてホーニング加工機Ｍにセットし、軸交差角調整装置２２により軸交差角を調整する。次に、切込み駆動モータ２７の駆動によるテーブル２６の移動を介して、砥石１４をドレッシング用砥石２５に噛合させ、その後、主軸モータ３４と切込み駆動モータ２７の駆動を介して、ドレッシング用砥石２５を砥石１４にバックラッシュのない状態に噛合させる。このとき、ドレッシング用砥石２５の歯の先端が、砥石１４の歯溝の底面に当接すると、変位センサ５２の検出信号が所定値以上になるので、その時点で切込み駆動モータ２７の駆動が停止されるようになっている。
【００２７】
本実施の形態では、例えば２０〜３０個の所定数のワークをホーニング加工する毎に，ドレッシング用砥石２５を用いて砥石１４に対するドレッシングを行うが、前述のように、ホーニング加工毎に砥石１４が摩耗し、ドレッシングを繰り返す間に砥石１４が消耗していくため、砥石１４とドレス用砥石２５間の中心間距離Ｓ（図４の点Ｏ１とＯ２間の距離）が増大していく。そして、上記ドレッシング用砥石２５による砥石１４の加工部への切り込みが進行するに連れて（つまり、ドレッシングが繰り返されるに連れて）、砥石１４とドレッシング用砥石２５との（換言すれば、ワークとの）噛み合い圧力角が変化することになる。
【００２８】
また、前述のように、上記ドレッシング用砥石２５による砥石１４の加工部への切り込みが進行するに連れて（つまり、ドレッシングが繰り返されるに連れて）、砥石１４の歯先部分の歯厚が減少して砥石１４の撓みが増大する（図１５参照）。
すなわち、従来では、１つの砥石１４にドレッシングを行うに際して、該砥石１４の初期状態（未使用の状態）から寿命に至るまで、１つの（歯部形状が１種類の）ドレッシング用砥石２５でドレッシングを行っており、ドレッシングが繰り返されるに連れて、上記噛み合い圧力角の変化と砥石歯先部分の歯厚の減少に起因して、ワークの形状精度のバラツキが次第に大きくなり、ホーニング加工用砥石１４の実質的な砥石寿命が低下するという問題があった。
【００２９】
そこで、本実施の形態では、かかる問題を抑制もしくは解消するために、砥石１４の加工部に対してドレッシングが繰り返される途中において、その途中時点での砥石１４で加工されたワークの研磨状態が、当該砥石１４の初期状態におけるワークとの噛合状態での研磨状態に近付くよう、上記途中時点での砥石１４のワークとの噛合状態に関するパラメータに応じて、当該時点でのドレッシング用砥石２５の歯面形状を変更するようにしている。
【００３０】
このドレッシング用砥石２５の歯面形状の変更は、具体的には、歯面形状が異なる複数のドレッシング用砥石２５を用意しておき、砥石１４のワークとの噛合状態に関するパラメータに応じて、ドレッシング用砥石２５を異なる歯面形状のものに変更することによって行うようにした。
【００３１】
また、「砥石１４のワークとの噛合状態に関するパラメータ」としては、具体的には、前述の噛み合い圧力角をパラメータとし、より実用的には、この噛み合い圧力角を変化させる（前述の▲１▼式参照）「砥石１４とワークの中心間距離」をパラメータとした。
すなわち、砥石１４とワーク又はドレッシング用砥石２５の中心間距離Ｓ（図４参照）を検出することで、ホーニング加工用砥石１４とワークとの噛合状態を、簡単かつ確実に検出することができる。
【００３２】
以下、歯面形状が異なる複数のドレッシング用砥石２５を用意しておき、砥石１４のワーク又はドレッシング用砥石２５との噛合状態に関するパラメータ（具体的には、砥石１４とワーク又はドレッシング用砥石２５の回転中心間距離Ｓ）に応じて、ドレッシング用砥石２５を歯面形状の異なるものに変更してドレッシングを行うようにした、本実施の形態に係るドレッシング方法について説明する。
【００３３】
図１０は、本実施の形態に係るドレッシング方法の基本的な原理を示す説明図である。
図１０（ａ）に示すように、最初の（第１の）ドレッシング用砥石は、その歯形形状が、ホーニング加工されたワークの歯形形状が設計基準通り（歯形形状誤差：０μｍ）となるように設定されている。
この第１ドレッシング用砥石でドレッシングを行う場合、ホーニング加工用砥石が新品の（未使用の）状態、つまり、ワーク加工数が１の使用初期状態では、ホーニング加工されたワークの歯形形状誤差は実質的に０（歯形形状誤差：０μｍ）である。
【００３４】
そして、上記ホーニング加工用砥石で多数のワークを順次ホーニング加工し、所定のワーク加工数毎に上記第１ドレッシング用砥石でドレッシングを繰り返す間にホーニング加工用砥石が減耗し、これにより、ホーニング加工されたワークの歯面には、次第にマイナス（−）側の形状誤差が生じる。
上記歯面の形状誤差（歯形形状誤差）は、図７に示すように、設計基準通り（歯形誤差：０μｍ）の歯面に対し、歯厚が小さくなる側をマイナス（−）側とし、その逆をプラス（＋）側とする。
【００３５】
図８はホーニング加工用砥石が新品のときのワークの歯形をモデル化して示し、また、図９は上記ホーニング加工用砥石で多数のワークをホーニング加工しドレッシングを繰り返した後のワークの歯形をモデル化して示した説明図である。尚、図８及び図９において、２点鎖線の曲線はホーニング加工前のワーク歯形（両図において同一形状）を示している。
これらの図から良く分かるように、ホーニング加工用砥石にドレッシングを繰り返すことにより、ホーニング加工されたワークの歯面形状にはマイナス（−）側の形状誤差が生じるようになる。
【００３６】
上述のように第１ドレッシング用砥石でドレッシングを繰り返す間にホーニング加工用砥石が減耗することにより、ホーニング加工用砥石とワーク又はドレッシング用砥石の回転中心間距離Ｓは次第に大きくなって行く。そして、この中心間距離Ｓが第１の所定値Ｓ１（後述する図１３参照）になると、第１ドレッシング用砥石を、歯面形状が異なる第２ドレッシング用砥石に変更する。
【００３７】
上記第１の中心間距離Ｓ１は、より好ましくは、ホーニング加工用砥石が寿命（本来の設計上の寿命）に至るときの中心間距離Ｓｔを予め求めておき、この値Ｓｔを略等分して得られる中心間距離として設定されている。
このように、ホーニング加工用砥石が寿命に至るときの中心間距離Ｓｔを予め求めておき、この値Ｓｔを略等分して得られる中心間距離となったときに、ドレッシング用砥石を交換することにより、各ドレッシング用砥石でドレッシングを行った場合のワーク歯形誤差の最大値を略均等にすることができ、ワークの形状精度のバラツキをより小さく抑えることが可能になる。
【００３８】
この場合、上記第１の中心間距離Ｓ１時点でのワークの歯形誤差が、許容最大誤差よりもある程度以上小さい範囲の値（例えば、約−５μｍ）となるように設定されており、その時点でのワーク加工数は例えば５００個である。（図１０（ｂ）参照）。
ここに、上記第２ドレッシング用砥石の歯面形状は、ホーニング加工用砥石の初期状態におけるワークとの噛合状態での研磨状態（歯形形状誤差：０μｍ）に近付くよう、つまり、交換時点でのワーク歯形形状誤差（約−５μｍ）を打ち消すような形状、すなわち、約＋５μｍの歯形形状に設定されている。従って、この第２ドレッシング用砥石でドレッシングを行った直後のワークの形状誤差は、ホーニング加工用砥石が初期状態の場合と同じく、実質的に０μｍとなる（図１０（ｃ）参照）。
【００３９】
その後、上記ホーニング加工用砥石でワークを順次ホーニング加工し、所定のワーク加工数毎に上記第２ドレッシング用砥石でドレッシングを繰り返す間に、第１ドレッシング用砥石でドレッシングを行った場合（図１０（ｂ）参照）と同様に、ホーニング加工用砥石が減耗し、これにより、ホーニング加工されたワークの歯面には、次第にマイナス（−）側の形状誤差が生じる。また、ホーニング加工用砥石とワーク又はドレッシング用砥石の回転中心間距離Ｓは次第に大きくなって行く。
【００４０】
そして、この中心間距離Ｓが第２の所定値Ｓ２（後述する図１３参照）になると、第２ドレッシング用砥石を、歯面形状が異なる第３ドレッシング用砥石に変更する。
この場合、上記第２の中心間距離Ｓ２時点でのワークの歯形誤差は、第１の中心間距離Ｓ１時点における場合（図１０（ｃ）参照）と同じく、許容最大誤差よりもある程度以上小さい範囲の値として、例えば、約−５μｍとなる。その時点でのワーク加工数は例えば１０００個である。（図１０（ｄ）参照）。
【００４１】
ここに、上記第３ドレッシング用砥石の歯面形状は、ホーニング加工用砥石の初期状態におけるワークとの噛合状態での研磨状態（歯形形状誤差：０μｍ）に近付くよう、つまり、交換時点でのワーク歯形形状誤差（約−５μｍ：初期状態からの累計値は−１０μｍ）を打ち消すような形状、すなわち、約＋１０μｍの歯形形状に設定されている。従って、この第３ドレッシング用砥石でドレッシングを行った直後のワークの形状誤差は、ホーニング加工用砥石が初期状態の場合と同じく、実質的に０μｍとなる（図１０（ｅ）参照）。
【００４２】
図１３は、本発明方法の基本原理を説明するための図で、歯形形状誤差の推移をモデル化して示す線図である。また、図１４は、従来例に係るドレッシング方法を説明するための図で、歯形形状誤差の推移をモデル化して示す線図である。
これらの図を比較して良く分かるように、歯面形状が異なる複数の（上述の説明（図１０参照）では３種類の）ドレッシング用砥石を用意しておき、砥石のワーク又はドレッシング用砥石との噛合状態に関するパラメータ（具体的には、砥石とワーク又はドレッシング用砥石の回転中心間距離Ｓ）に応じて、ドレッシング用砥石を歯面形状の異なるものに変更してドレッシングを行うようにしたことにより、ホーニング加工用砥石の初期状態（未使用の状態）から寿命に至るまで１つの（歯部形状が１種類の）ドレッシング用砥石でドレッシングを行っていた従来（図１４参照）のように、ホーニング加工用砥石の本来の設計上の寿命（砥石とワークの中心間距離：Ｓｔ）に至る以前に、ワークの形状精度が規定下限値を下回るようになって実質的に使用不可となり、砥石寿命が実質的に短くなってしまう（砥石とワークの中心間距離：Ｓｔ’）ことはなくなる。
【００４３】
すなわち、ホーニング加工用砥石を、その本来の設計上の寿命（砥石とワークの中心間距離：Ｓｔ）まで使用することができる。
また、ワークの歯形形状誤差についても、ホーニング加工用砥石の初期状態から実質的な寿命（上記中心間距離：Ｓｔ’）に至るまで略直線的に（１つの直線に略沿って）変化していた従来に比べて、形状精度のバラツキを大幅に抑制することができる。
【００４４】
特に、ホーニング加工用砥石が寿命に至るときの中心間距離Ｓｔを予め求めておき、この値Ｓｔを略等分（図１３の例では略３等分）して得られる中心間距離（Ｓ１，Ｓ２）となったときに、ドレッシング用砥石を交換することにより、第１，第２，第３の各ドレッシング用砥石でドレッシングを行った場合のワーク歯形誤差の最大値を略均等にすることができ、ワークの形状精度のバラツキをより一層小さく抑えることが可能になる。
【００４５】
以上のような本実施の形態に係るドレッシング方法の作用効果を実際に確かめる確認試験を行った。この確認試験は、前述のように、複数のインボリュート歯形の外歯を有する一群の歯車（ワーク）を複数のインボリュート歯形の内歯を有するホーニング加工用砥石でホーニング加工する場合について行った。本確認試験の試験結果を、図１１のグラフ及び図１２の説明図に示す。
【００４６】
図１１及び図１２から分かるように、第１のドレッシング用砥石でドレッシングを繰り返すことにより、ホーニング加工用砥石とワーク又はドレッシング用砥石の中心間距離Ｓが第１の中心間距離Ｓ１に達するまで（ドレッシング用砥石の交換を行うまで）は、ワークの歯形形状誤差はそのマイナス（−）値が大きくなり続ける（図１２（ａ）及び（ｂ）参照）が、上記中心間距離Ｓが第１の中心間距離Ｓ１に達してドレッシング用砥石を歯形形状の異なる第２のドレッシング用砥石に交換することにより、ワークの歯形形状誤差はプラス（＋）側に転じ（図１２（ｃ）参照）、その後、該第２のドレッシング用砥石でのドレッシングの進行に伴なって、次第にマイナス（−）側に移行する（図１２（ｄ）参照）。
【００４７】
本確認試験では、上記第１の中心間距離Ｓ１に相当するワーク加工数は、略１３００個であり、また、このときのワークの歯形形状誤差は略マイナス（−）４μｍであった。すなわち、ワーク歯形形状誤差の最大値をこの値程度に抑制することができ、ホーニング加工用砥石が、本来の設計上の寿命に至る以前に、ワークの歯形形状誤差が規定値を越えて大きくなり過ぎることにより使用不可となり実質的な寿命が短くなることを防止できることが確認された。
【００４８】
尚、上記実施形態は、ホーニング加工用砥石とワーク又はドレッシング用砥石との噛合状態に関するパラメータを、具体的には、ホーニング加工用砥石とワーク又はドレッシング用砥石の回転中心間距離Ｓとし、この中心間距離Ｓに応じて、ドレッシング用砥石を歯形形状の異なるものに変更するようにしたものであったが、かかるパラメータとしては、ホーニング加工用砥石とワーク又はドレッシング用砥石との噛合状態に関するパラメータでさえあれば、他の種々のものを適用することもできる。
【００４９】
また、このようなパラメータに応じてドレッシング用砥石の交換を行う代わりに、かかるパラメータ（例えば、上記の中心間距離Ｓ）とワーク加工数との相関関係を実際の加工データに基づいて求めておき、上記パラメータに基づいた交換ポイントに対応するワーク加工数に達した時点で、ドレッシング用砥石の交換を行うようにしても良い。なお、このようなドレッシング用砥石の交換を、ホーニング加工機の自動制御機能を活用して、自動で行わせるようにすることもできる。
【００５０】
このように、本発明は、以上の実施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良あるいは設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【００５１】
【発明の効果】
本願の第１の発明によれば、ホーニング加工用砥石の加工部に対してドレッシングが繰り返される途中において、その途中時点での上記ホーニング加工用砥石で加工された上記ワークの研磨状態が、当該ホーニング加工用砥石の初期状態におけるワークとの噛合状態での研磨状態に近付くよう、上記途中時点での上記ホーニング加工用砥石の上記ワークとの噛合状態に関するパラメータに応じて、当該時点での上記ドレッシング用砥石の歯面形状を変更するようにしたことにより、上記ドレッシング用砥石によるホーニング加工用砥石の加工部への切り込みが進行するに連れて、ホーニング加工用砥石とドレッシング用砥石との（換言すれば、ワークとの）噛み合い圧力角が変化するとともに、ホーニング加工用砥石の歯先部分の歯厚が減少し砥石の撓みが増大して、ワークの形状精度のバラツキが次第に大きくなることを効果的にに防止できる。
また、これにより、ホーニング加工用砥石の本来の設計上の寿命に至る以前に、ワークの形状精度が規定下限値を下回るようになって砥石が実質的に使用不可となり、砥石寿命が実質的に短くなってしまうことを有効に防止できる。
【００５２】
また、本願の第２の発明によれば、基本的には、上記第１の発明と同様の効果を奏することができる。特に、ホーニング加工用砥石とワークとの噛合状態は、両者の各回転中心間の距離に基づいて検出されるようにしたので、簡単かつ確実に、ホーニング加工用砥石と上記ワークとの噛合状態を検出することができる。
【００５３】
更に、本願の第３の発明によれば、基本的には、上記第１の発明と同様の効果を奏することができる。特に、ホーニング加工用砥石が寿命に至るときのワークとの噛合状態に関するパラメータ値を求めておき、該パラメータ値を略等分した各時点においてドレッシングを行うようにしたので、ワークの形状精度のバラツキをより小さく抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るホーニング加工機の要部正面図である。
【図２】 前記ホーニング加工機の側面図である。
【図３】 前記ホーニング加工機のワーク支持機構の側面図である。
【図４】 ホーニング加工用砥石の要部とドレッシング用砥石の断面図である。
【図５】 前記ホーニング加工機の制御系のブロック図である。
【図６】 前記ホーニング加工用砥石とドレッシング用砥石の噛合状態を拡大して示す斜視図である。
【図７】 前記ホーニング加工用砥石でホーニング加工されたワークの歯部を拡大して示す斜視図である。
【図８】 ホーニング加工用砥石が新品のときのワークの歯形をモデル化して示す説明図である。
【図９】 上記ホーニング加工用砥石にドレッシングを繰り返した後のワークの歯形をモデル化して示した説明図である。
【図１０】 本発明の実施の形態に係るドレッシング方法の基本的な原理を説明するためのもので、ドレッシング用砥石およびワークの歯形形状の推移を示す説明図である。
【図１１】 上記実施の形態に係るドレッシング方法の確認試験の試験結果を示すグラフである。
【図１２】 上記確認試験におけるドレッシング用砥石およびワークの歯形形状の推移を示す説明図である。
【図１３】 本発明の実施の形態に係るドレッシング方法の基本な原理を説明するためのもので、歯形形状誤差の推移をモデル化して示す線図である。
【図１４】 従来例に係るドレッシング方法を説明するためのもので、歯形形状誤差の推移をモデル化して示す線図である。
【図１５】 ドレッシングの進行に伴なうホーニング加工用砥石の歯部の形状変化を拡大して示す説明図である。
【符号の説明】
１４…ホーニング加工用砥石
２５…ドレッシング用砥石
Ｍ…ホーニング加工機
Ｓ…ホーニング加工用砥石とワークの中心間距離
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホーニング加工用砥石の加工部に対しドレッシング用砥石にてドレッシングを行うホーニング加工用砥石のドレッシング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、少なくとも歯部表面(歯面)及びその近傍部分に硬化熱処理を施した歯車について、例えばギヤノイズの抑制やピッチング発生の防止などを主な目的として、その歯面に対しホーニング加工用砥石を用いてギヤホーニング加工を施すことは、一般に行われている。
かかるギヤホーニング加工を施すことにより、歯車の歯面形状を極めて高精度に仕上げ、また、歯面の表面粗さ等の表面性状をより向上させることができる。
【０００３】
このようにホーニング加工用砥石を用いて多数のワーク（歯車）を順次ホーニング加工して行く場合、上記ホーニング加工用砥石が使用に伴なって摩耗するので、当該砥石の加工部に対して定期的に（例えば、一定個数のワークをホーニング加工する毎に）所謂ドレッシングが行われる。
このドレッシングは、ホーニング加工機にワークの代わりに該ワークの形状に極く類似した形状のドレッシング用砥石を装着し、当該ホーニング加工用砥石の加工部をドレッシング用砥石で仕上げることにより行われる。
【０００４】
このドレッシングは、１つのホーニング加工用砥石で数多くのワークをホーニング加工する過程で定期的に繰り返して行われるが、このようにドレッシングを繰り返して行い、ドレッシング用砥石によるホーニング加工用砥石の加工部への切り込みが進行するに連れて、該ホーニング加工用砥石とドレッシング用砥石の（換言すれば、ホーニング加工用砥石とワークの）中心間距離が変化することになるので、両者間の噛み合い圧力角が変化し、ホーニング加工されるワークの形状精度に大きな影響を及ぼすことになる。
【０００５】
上記噛み合い圧力角とは、周知のように、一対の噛み合っている歯車の噛み合いピッチ円上における圧力角（αｂ）を言い、各歯車の基礎円半径（ｒｇ１，ｒｇ２）と両歯車の中心間距離（ａ）によって定まるものであり、次式▲１▼で表わされる。
ｃｏｓ（αｂ）＝（ｒｇ１＋ｒｇ２）／ａ …▲１▼
【０００６】
尚、ドレッシングの進行に伴なってホーニング加工用砥石とドレッシング用砥石の（換言せれば、ワークとの）中心間距離が変化することに関連して、例えば、特開平１０−９４９２０号公報では、内歯歯車状のホーニング加工用砥石をドレッシング用砥石で繰り返してドレッシングを行う際、毎回一定の切り込み量でドレッシングを行うと、砥石の歯丈の減少に応じて歯厚方向の削り代が増加し、それだけ無駄なドレッシングを行うことになるので、かかる無駄を排除するために、ドレッシングの進行に伴なう両砥石の中心間距離の増大に応じて、ドレッシング用砥石によるホーニング加工用砥石の加工部への切り込み量を減少させて、各回のドレッシングにおいて歯厚方向の削り代を一定にするようにした構成が開示されている。
【０００７】
また、上述のように、ドレッシング用砥石によるホーニング加工用砥石の加工部への切り込みが進行するに連れて、ホーニング加工用砥石が減耗することにより、図１５において破線曲線で示すように、ホーニング加工用砥石１１４の歯先部分の歯厚が初期状態（図１５における実線曲線参照）から減少して行くので、当該部分における砥石１１４の剛性が低下して撓みが大きくなる。従って、かかるホーニング加工用砥石１１４でホーニング加工を行った場合、ワークの形状精度は大きな影響を受けることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来では、上記ドレッシング用砥石によるホーニング加工用砥石の加工部への切り込みが進行するに連れて、ホーニング加工用砥石とドレッシング用砥石との（換言すれば、ワークとの）噛み合い圧力角が変化することに加えて、ホーニング加工用砥石の歯先部分の歯厚が減少して砥石の撓みが増大することに起因して、ワークの形状精度のバラツキが次第に大きくなるという問題があった。
【０００９】
特に、従来では、１つのホーニング加工用砥石にドレッシングを行う場合、該ホーニング加工用砥石の初期状態（未使用の状態）から寿命に至るまで、１つの（歯部形状が１種類の）ドレッシング用砥石でドレッシングを行っており、ドレッシングの進行に伴なって、ワークの歯部形状誤差が大きく変化して形状精度のバラツキが大きくなり、図１４に示すように、ホーニング加工用砥石の本来の設計上の寿命（砥石とワークの中心間距離：Ｓｔ）に至る以前に、ワークの形状精度が規定下限値を下回るようになって実質的に使用不可となり、砥石寿命が実質的に短くなってしまう（砥石とワークの中心間距離：Ｓｔ’）。
また、この場合、ワークの形状誤差は、図１４から良く分かるように、ホーニング加工用砥石の初期状態から実質的な寿命（上記中心間距離：Ｓｔ’）に至るまで略直線的に（１つの直線に略沿って）変化するので、形状精度のバラツキは大きなものとなる。
【００１０】
この発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、ホーニング加工用砥石に対するドレッシングの進行に伴なうワーク形状精度のバラツキを抑制し、該ホーニング加工用砥石の実質的な砥石寿命の低下を防止することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、本願の請求項１に係る発明(以下、第１の発明という)は、一群の歯車状ワークをホーニング加工用砥石にて順次ホーニング加工する途中に、該ホーニング加工用砥石の加工部に対しドレッシング用砥石にてドレッシングを行うホーニング加工用砥石のドレッシング方法であって、上記ドレッシングが繰り返される途中において、その途中時点での上記ホーニング加工用砥石で加工された上記ワークの研磨状態が、当該ホーニング加工用砥石の初期状態におけるワークとの噛合状態での研磨状態に近付くよう、上記途中時点での上記ホーニング加工用砥石の上記ワークとの噛合状態に関するパラメータに応じて、当該時点での上記ドレッシング用砥石の歯面形状を変更することを特徴としたものである。
【００１２】
また、本願の請求項２に係る発明(以下、第２の発明という)は、上記第１の発明において、上記ホーニング加工用砥石と上記ワークとの噛合状態は、両者の各回転中心間の距離に基づいて検出されることを特徴としたものである。
【００１３】
更に、本願の請求項３に係る発明(以下、第３の発明という)は、上記第１の発明において、上記ホーニング加工用砥石が寿命に至るときの上記ワークとの噛合状態に関するパラメータ値を求めておき、該パラメータ値を略等分した各時点においてドレッシングを行うことを特徴としたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明するが、本実施形態は、外歯歯車をホーニング加工するホーニング加工機により、ホーニング加工用砥石をドレス用砥石（ドレスギヤ）でドレスするドレス方法に本発明を適用した場合の一例である。
まず、図１〜図４を参照しながら、数値制御式のホーニング加工機Ｍについて説明する。図１に示すように、ホーニング加工機Ｍは、砥石支持ハウジング１０を備え、この砥石支持ハウジング１０には、中空状のリング部１１が設けられている。このリング部１１の径方向内側には砥石用軸受け（図示略）を介して外向きの歯をもつリングスプロケット１２が回転可能に保持され、このリングスプロケット１２の径方向内側に砥石押え１３によりホーニング加工用砥石１４（以下、砥石という）が固定されている。
【００１５】
この砥石１４は、図４に示すようなインボリュート歯形の複数の内歯を有し、リングスプロケット１２と一体的に回転するようになっており、リングスプロケット１２の左右両側にはクーラント侵入防止用のドーナツ板状の水切り板１５が固定されている。
砥石支持ハウジング１０の上部には、砥石駆動モータ１６が横向きに固定され、この砥石駆動モータ１６の出力軸１７にはモータスプロケット１８が固定されている。このモータスプロケット１８はサイレントチェーン１９を介してリングスプロケット１２に連結されており、これらモータスプロケット１８、サイレントチェーン１９及びリングスプロケット１２により、砥石駆動モータ１６の駆動力が砥石１４に伝達するように構成されている。そして、モータ出力軸１７が図１の矢印Ａ１方向へ回転するのに伴って、砥石１４が図４の矢印Ａ２方向へ回転するようになっている。
【００１６】
前記砥石支持ハウジング１０の後部には、フランジ部２０が設けられ、このフランジ部２０は、ボルト２１によって軸交差角調整装置２２の回転出力軸２３に固定されている。この軸交差角調整装置２２は、回転出力軸２３を回転駆動する砥石旋回モータ２４を備え、この砥石旋回モータ２４の回転駆動力により、ホーニング加工対象のワーク（外歯歯車）またはドレッシング用砥石２５に対する砥石１４と砥石支持ハウジング１０の全体の傾き角（軸交差角）を調整するように構成されている。
【００１７】
この軸交差角調整装置２２は、テーブル２６上に固定されており、このテーブル２６は所定の切込み方向（図１の矢印Ａ３）とその反対方向にスライド可能に設置されている。このテーブル２６には切込み駆動モータ２７及びボールネジ機構（図示略）が設けられ、これらの作動によって、軸交差角調整装置２２、砥石支持ハウジング１０及び砥石１４の全体がテーブル２６とともに前記切込み方向へスライド駆動されるように構成されている。
【００１８】
このホーニング加工機Ｍでホーニング加工されるワークは、本実施形態の場合インボリュート歯形の複数の外歯を有するはすば歯車であり、砥石１４は、そのワークに噛合可能なインボリュート歯形の複数の内歯を有し、この砥石１４の加工部に対してドレッシングを行うドレッシング用砥石２５も、砥石１４に噛合可能なインボリュート歯形の複数の外歯を有するものである。
【００１９】
前記ドレッシング用砥石２５は、図３に示すワーク支持機構３０に回転自在に支持される。このワーク支持機構３０は、ワーク又はドレッシング用砥石２５を軸方向に挟持する主軸台３１と心押し台３２とを備えている。主軸台３１は主軸３３を回転自在に支持し、この主軸３３は主軸モータ３４により回転駆動される。前記主軸３３の先端にはワーク又はドレス用砥石２５の一端に圧接する挟持部３５が形成されている。心押し台３２はベッド３６の上面に配設され、心押し軸３７を図３の矢印Ａ４方向（ワーク軸方向）にスライド自在に支持している。
【００２０】
上記心押し台３２には、ワーク又はドレス用砥石２５の軸方向他端部に圧接する挟持部３８がスラスト軸受けを介して回転可能に付設されており、これら挟持部３８と心押し軸３７がチャック用モータ３９により主軸台３１に接近する方向に駆動されて、ワーク又はドレッシング用砥石２５が挟持される。そして、主軸３３に伝達される回転駆動力が挟持部３５から摩擦力を介してワーク又はドレッシング用砥石２５に伝達される。
【００２１】
前記主軸３３は、ワーク又はドレッシング用砥石２５を砥石１４に噛合させる際に、ワーク又はドレスッシング砥石２５の歯を所定位置に割り出す時だけ回転駆動され、噛合後には図示しないクラッチ機構を分断することで主軸モータ３４との結合が解除され、ワーク又はドレス用砥石２５は図４の矢印Ａ６の方へ砥石１４とつれ回りする。
尚、図６は、上記ドレッシング用砥石２５と砥石１４とを拡大し、その噛合状態を示した斜視図である。
【００２２】
そして、主軸台３１と心押し台３２とは、テーブル２６とは独立のテーブル３６上に固定的に設けられており、このテーブル３６は、テーブル駆動モータ４０とボールネジ機構（図示略）により図３の矢印Ａ５方向へ往復移動可能に設けられている。
上記ドレッシング用砥石２５で砥石１４に対してドレッシングを行う際には、テーブル３６をドレッシング用砥石２５の軸心方向へ往復トラバース移動させながらドレッシングするように構成されている。尚、砥石１４に対してドレッシング用砥石２５がバックラッシュなしの状態に噛合したことを検出する為の変位センサ５２が、心押し軸３７の先端部に設けられている。
【００２３】
次に、このホーニング加工機Ｍの制御系について説明する。
図５に示すように、ホーニング加工機Ｍには、その複数のサーボモータを数値制御方式で制御するコントロールユニット５０が付設されている。このコントロールユニット５０には、操作パネル５１が接続されるとともに、変位センサ５２の検出信号が入力され、このコントロールユニット５０により、砥石駆動モータ１６、砥石旋回モータ２４、切込み駆動モータ２７、主軸モータ３４、チャック用モータ３９及びテーブル駆動モータ４０等が制御される。
【００２４】
前記コントロールユニット５０は、入出力インターフェイス、コンピュータ、複数のモータの為の駆動回路とを有し、コンピュータのメモリには、種々ワーク（外歯歯車）をホーニング加工する制御プログラム、種々の砥石１４に対してドレッシングを行うドレス用制御プログラムが予め入力格納されており、このドレス用制御プログラムには、予め入力格納した種々のデータが含まれている。
【００２５】
次に、前記ホーニング加工機Ｍにより、砥石１４の加工部に対してドレッシング用砥石２５を用いてドレッシングを行うドレッシング方法について説明する。
ワークを所定数（例えば２０〜３０個）ホーニング加工する毎に、その砥石１４をドレッシング用砥石２５でドレッシングを行うが、各回のドレッシングは次のように行われる。
【００２６】
まず、準備段階において、砥石１４とドレッシング用砥石２５とを、互いの軸心が一致する状態にしてホーニング加工機Ｍにセットし、軸交差角調整装置２２により軸交差角を調整する。次に、切込み駆動モータ２７の駆動によるテーブル２６の移動を介して、砥石１４をドレッシング用砥石２５に噛合させ、その後、主軸モータ３４と切込み駆動モータ２７の駆動を介して、ドレッシング用砥石２５を砥石１４にバックラッシュのない状態に噛合させる。このとき、ドレッシング用砥石２５の歯の先端が、砥石１４の歯溝の底面に当接すると、変位センサ５２の検出信号が所定値以上になるので、その時点で切込み駆動モータ２７の駆動が停止されるようになっている。
【００２７】
本実施の形態では、例えば２０〜３０個の所定数のワークをホーニング加工する毎に，ドレッシング用砥石２５を用いて砥石１４に対するドレッシングを行うが、前述のように、ホーニング加工毎に砥石１４が摩耗し、ドレッシングを繰り返す間に砥石１４が消耗していくため、砥石１４とドレス用砥石２５間の中心間距離Ｓ（図４の点Ｏ１とＯ２間の距離）が増大していく。そして、上記ドレッシング用砥石２５による砥石１４の加工部への切り込みが進行するに連れて（つまり、ドレッシングが繰り返されるに連れて）、砥石１４とドレッシング用砥石２５との（換言すれば、ワークとの）噛み合い圧力角が変化することになる。
【００２８】
また、前述のように、上記ドレッシング用砥石２５による砥石１４の加工部への切り込みが進行するに連れて（つまり、ドレッシングが繰り返されるに連れて）、砥石１４の歯先部分の歯厚が減少して砥石１４の撓みが増大する（図１５参照）。
すなわち、従来では、１つの砥石１４にドレッシングを行うに際して、該砥石１４の初期状態（未使用の状態）から寿命に至るまで、１つの（歯部形状が１種類の）ドレッシング用砥石２５でドレッシングを行っており、ドレッシングが繰り返されるに連れて、上記噛み合い圧力角の変化と砥石歯先部分の歯厚の減少に起因して、ワークの形状精度のバラツキが次第に大きくなり、ホーニング加工用砥石１４の実質的な砥石寿命が低下するという問題があった。
【００２９】
そこで、本実施の形態では、かかる問題を抑制もしくは解消するために、砥石１４の加工部に対してドレッシングが繰り返される途中において、その途中時点での砥石１４で加工されたワークの研磨状態が、当該砥石１４の初期状態におけるワークとの噛合状態での研磨状態に近付くよう、上記途中時点での砥石１４のワークとの噛合状態に関するパラメータに応じて、当該時点でのドレッシング用砥石２５の歯面形状を変更するようにしている。
【００３０】
このドレッシング用砥石２５の歯面形状の変更は、具体的には、歯面形状が異なる複数のドレッシング用砥石２５を用意しておき、砥石１４のワークとの噛合状態に関するパラメータに応じて、ドレッシング用砥石２５を異なる歯面形状のものに変更することによって行うようにした。
【００３１】
また、「砥石１４のワークとの噛合状態に関するパラメータ」としては、具体的には、前述の噛み合い圧力角をパラメータとし、より実用的には、この噛み合い圧力角を変化させる（前述の▲１▼式参照）「砥石１４とワークの中心間距離」をパラメータとした。
すなわち、砥石１４とワーク又はドレッシング用砥石２５の中心間距離Ｓ（図４参照）を検出することで、ホーニング加工用砥石１４とワークとの噛合状態を、簡単かつ確実に検出することができる。
【００３２】
以下、歯面形状が異なる複数のドレッシング用砥石２５を用意しておき、砥石１４のワーク又はドレッシング用砥石２５との噛合状態に関するパラメータ（具体的には、砥石１４とワーク又はドレッシング用砥石２５の回転中心間距離Ｓ）に応じて、ドレッシング用砥石２５を歯面形状の異なるものに変更してドレッシングを行うようにした、本実施の形態に係るドレッシング方法について説明する。
【００３３】
図１０は、本実施の形態に係るドレッシング方法の基本的な原理を示す説明図である。
図１０（ａ）に示すように、最初の（第１の）ドレッシング用砥石は、その歯形形状が、ホーニング加工されたワークの歯形形状が設計基準通り（歯形形状誤差：０μｍ）となるように設定されている。
この第１ドレッシング用砥石でドレッシングを行う場合、ホーニング加工用砥石が新品の（未使用の）状態、つまり、ワーク加工数が１の使用初期状態では、ホーニング加工されたワークの歯形形状誤差は実質的に０（歯形形状誤差：０μｍ）である。
【００３４】
そして、上記ホーニング加工用砥石で多数のワークを順次ホーニング加工し、所定のワーク加工数毎に上記第１ドレッシング用砥石でドレッシングを繰り返す間にホーニング加工用砥石が減耗し、これにより、ホーニング加工されたワークの歯面には、次第にマイナス（−）側の形状誤差が生じる。
上記歯面の形状誤差（歯形形状誤差）は、図７に示すように、設計基準通り（歯形誤差：０μｍ）の歯面に対し、歯厚が小さくなる側をマイナス（−）側とし、その逆をプラス（＋）側とする。
【００３５】
図８はホーニング加工用砥石が新品のときのワークの歯形をモデル化して示し、また、図９は上記ホーニング加工用砥石で多数のワークをホーニング加工しドレッシングを繰り返した後のワークの歯形をモデル化して示した説明図である。尚、図８及び図９において、２点鎖線の曲線はホーニング加工前のワーク歯形（両図において同一形状）を示している。
これらの図から良く分かるように、ホーニング加工用砥石にドレッシングを繰り返すことにより、ホーニング加工されたワークの歯面形状にはマイナス（−）側の形状誤差が生じるようになる。
【００３６】
上述のように第１ドレッシング用砥石でドレッシングを繰り返す間にホーニング加工用砥石が減耗することにより、ホーニング加工用砥石とワーク又はドレッシング用砥石の回転中心間距離Ｓは次第に大きくなって行く。そして、この中心間距離Ｓが第１の所定値Ｓ１（後述する図１３参照）になると、第１ドレッシング用砥石を、歯面形状が異なる第２ドレッシング用砥石に変更する。
【００３７】
上記第１の中心間距離Ｓ１は、より好ましくは、ホーニング加工用砥石が寿命（本来の設計上の寿命）に至るときの中心間距離Ｓｔを予め求めておき、この値Ｓｔを略等分して得られる中心間距離として設定されている。
このように、ホーニング加工用砥石が寿命に至るときの中心間距離Ｓｔを予め求めておき、この値Ｓｔを略等分して得られる中心間距離となったときに、ドレッシング用砥石を交換することにより、各ドレッシング用砥石でドレッシングを行った場合のワーク歯形誤差の最大値を略均等にすることができ、ワークの形状精度のバラツキをより小さく抑えることが可能になる。
【００３８】
この場合、上記第１の中心間距離Ｓ１時点でのワークの歯形誤差が、許容最大誤差よりもある程度以上小さい範囲の値（例えば、約−５μｍ）となるように設定されており、その時点でのワーク加工数は例えば５００個である。（図１０（ｂ）参照）。
ここに、上記第２ドレッシング用砥石の歯面形状は、ホーニング加工用砥石の初期状態におけるワークとの噛合状態での研磨状態（歯形形状誤差：０μｍ）に近付くよう、つまり、交換時点でのワーク歯形形状誤差（約−５μｍ）を打ち消すような形状、すなわち、約＋５μｍの歯形形状に設定されている。従って、この第２ドレッシング用砥石でドレッシングを行った直後のワークの形状誤差は、ホーニング加工用砥石が初期状態の場合と同じく、実質的に０μｍとなる（図１０（ｃ）参照）。
【００３９】
その後、上記ホーニング加工用砥石でワークを順次ホーニング加工し、所定のワーク加工数毎に上記第２ドレッシング用砥石でドレッシングを繰り返す間に、第１ドレッシング用砥石でドレッシングを行った場合（図１０（ｂ）参照）と同様に、ホーニング加工用砥石が減耗し、これにより、ホーニング加工されたワークの歯面には、次第にマイナス（−）側の形状誤差が生じる。また、ホーニング加工用砥石とワーク又はドレッシング用砥石の回転中心間距離Ｓは次第に大きくなって行く。
【００４０】
そして、この中心間距離Ｓが第２の所定値Ｓ２（後述する図１３参照）になると、第２ドレッシング用砥石を、歯面形状が異なる第３ドレッシング用砥石に変更する。
この場合、上記第２の中心間距離Ｓ２時点でのワークの歯形誤差は、第１の中心間距離Ｓ１時点における場合（図１０（ｃ）参照）と同じく、許容最大誤差よりもある程度以上小さい範囲の値として、例えば、約−５μｍとなる。その時点でのワーク加工数は例えば１０００個である。（図１０（ｄ）参照）。
【００４１】
ここに、上記第３ドレッシング用砥石の歯面形状は、ホーニング加工用砥石の初期状態におけるワークとの噛合状態での研磨状態（歯形形状誤差：０μｍ）に近付くよう、つまり、交換時点でのワーク歯形形状誤差（約−５μｍ：初期状態からの累計値は−１０μｍ）を打ち消すような形状、すなわち、約＋１０μｍの歯形形状に設定されている。従って、この第３ドレッシング用砥石でドレッシングを行った直後のワークの形状誤差は、ホーニング加工用砥石が初期状態の場合と同じく、実質的に０μｍとなる（図１０（ｅ）参照）。
【００４２】
図１３は、本発明方法の基本原理を説明するための図で、歯形形状誤差の推移をモデル化して示す線図である。また、図１４は、従来例に係るドレッシング方法を説明するための図で、歯形形状誤差の推移をモデル化して示す線図である。
これらの図を比較して良く分かるように、歯面形状が異なる複数の（上述の説明（図１０参照）では３種類の）ドレッシング用砥石を用意しておき、砥石のワーク又はドレッシング用砥石との噛合状態に関するパラメータ（具体的には、砥石とワーク又はドレッシング用砥石の回転中心間距離Ｓ）に応じて、ドレッシング用砥石を歯面形状の異なるものに変更してドレッシングを行うようにしたことにより、ホーニング加工用砥石の初期状態（未使用の状態）から寿命に至るまで１つの（歯部形状が１種類の）ドレッシング用砥石でドレッシングを行っていた従来（図１４参照）のように、ホーニング加工用砥石の本来の設計上の寿命（砥石とワークの中心間距離：Ｓｔ）に至る以前に、ワークの形状精度が規定下限値を下回るようになって実質的に使用不可となり、砥石寿命が実質的に短くなってしまう（砥石とワークの中心間距離：Ｓｔ’）ことはなくなる。
【００４３】
すなわち、ホーニング加工用砥石を、その本来の設計上の寿命（砥石とワークの中心間距離：Ｓｔ）まで使用することができる。
また、ワークの歯形形状誤差についても、ホーニング加工用砥石の初期状態から実質的な寿命（上記中心間距離：Ｓｔ’）に至るまで略直線的に（１つの直線に略沿って）変化していた従来に比べて、形状精度のバラツキを大幅に抑制することができる。
【００４４】
特に、ホーニング加工用砥石が寿命に至るときの中心間距離Ｓｔを予め求めておき、この値Ｓｔを略等分（図１３の例では略３等分）して得られる中心間距離（Ｓ１，Ｓ２）となったときに、ドレッシング用砥石を交換することにより、第１，第２，第３の各ドレッシング用砥石でドレッシングを行った場合のワーク歯形誤差の最大値を略均等にすることができ、ワークの形状精度のバラツキをより一層小さく抑えることが可能になる。
【００４５】
以上のような本実施の形態に係るドレッシング方法の作用効果を実際に確かめる確認試験を行った。この確認試験は、前述のように、複数のインボリュート歯形の外歯を有する一群の歯車（ワーク）を複数のインボリュート歯形の内歯を有するホーニング加工用砥石でホーニング加工する場合について行った。本確認試験の試験結果を、図１１のグラフ及び図１２の説明図に示す。
【００４６】
図１１及び図１２から分かるように、第１のドレッシング用砥石でドレッシングを繰り返すことにより、ホーニング加工用砥石とワーク又はドレッシング用砥石の中心間距離Ｓが第１の中心間距離Ｓ１に達するまで（ドレッシング用砥石の交換を行うまで）は、ワークの歯形形状誤差はそのマイナス（−）値が大きくなり続ける（図１２（ａ）及び（ｂ）参照）が、上記中心間距離Ｓが第１の中心間距離Ｓ１に達してドレッシング用砥石を歯形形状の異なる第２のドレッシング用砥石に交換することにより、ワークの歯形形状誤差はプラス（＋）側に転じ（図１２（ｃ）参照）、その後、該第２のドレッシング用砥石でのドレッシングの進行に伴なって、次第にマイナス（−）側に移行する（図１２（ｄ）参照）。
【００４７】
本確認試験では、上記第１の中心間距離Ｓ１に相当するワーク加工数は、略１３００個であり、また、このときのワークの歯形形状誤差は略マイナス（−）４μｍであった。すなわち、ワーク歯形形状誤差の最大値をこの値程度に抑制することができ、ホーニング加工用砥石が、本来の設計上の寿命に至る以前に、ワークの歯形形状誤差が規定値を越えて大きくなり過ぎることにより使用不可となり実質的な寿命が短くなることを防止できることが確認された。
【００４８】
尚、上記実施形態は、ホーニング加工用砥石とワーク又はドレッシング用砥石との噛合状態に関するパラメータを、具体的には、ホーニング加工用砥石とワーク又はドレッシング用砥石の回転中心間距離Ｓとし、この中心間距離Ｓに応じて、ドレッシング用砥石を歯形形状の異なるものに変更するようにしたものであったが、かかるパラメータとしては、ホーニング加工用砥石とワーク又はドレッシング用砥石との噛合状態に関するパラメータでさえあれば、他の種々のものを適用することもできる。
【００４９】
また、このようなパラメータに応じてドレッシング用砥石の交換を行う代わりに、かかるパラメータ（例えば、上記の中心間距離Ｓ）とワーク加工数との相関関係を実際の加工データに基づいて求めておき、上記パラメータに基づいた交換ポイントに対応するワーク加工数に達した時点で、ドレッシング用砥石の交換を行うようにしても良い。なお、このようなドレッシング用砥石の交換を、ホーニング加工機の自動制御機能を活用して、自動で行わせるようにすることもできる。
【００５０】
このように、本発明は、以上の実施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良あるいは設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【００５１】
【発明の効果】
本願の第１の発明によれば、ホーニング加工用砥石の加工部に対してドレッシングが繰り返される途中において、その途中時点での上記ホーニング加工用砥石で加工された上記ワークの研磨状態が、当該ホーニング加工用砥石の初期状態におけるワークとの噛合状態での研磨状態に近付くよう、上記途中時点での上記ホーニング加工用砥石の上記ワークとの噛合状態に関するパラメータに応じて、当該時点での上記ドレッシング用砥石の歯面形状を変更するようにしたことにより、上記ドレッシング用砥石によるホーニング加工用砥石の加工部への切り込みが進行するに連れて、ホーニング加工用砥石とドレッシング用砥石との（換言すれば、ワークとの）噛み合い圧力角が変化するとともに、ホーニング加工用砥石の歯先部分の歯厚が減少し砥石の撓みが増大して、ワークの形状精度のバラツキが次第に大きくなることを効果的にに防止できる。
また、これにより、ホーニング加工用砥石の本来の設計上の寿命に至る以前に、ワークの形状精度が規定下限値を下回るようになって砥石が実質的に使用不可となり、砥石寿命が実質的に短くなってしまうことを有効に防止できる。
【００５２】
また、本願の第２の発明によれば、基本的には、上記第１の発明と同様の効果を奏することができる。特に、ホーニング加工用砥石とワークとの噛合状態は、両者の各回転中心間の距離に基づいて検出されるようにしたので、簡単かつ確実に、ホーニング加工用砥石と上記ワークとの噛合状態を検出することができる。
【００５３】
更に、本願の第３の発明によれば、基本的には、上記第１の発明と同様の効果を奏することができる。特に、ホーニング加工用砥石が寿命に至るときのワークとの噛合状態に関するパラメータ値を求めておき、該パラメータ値を略等分した各時点においてドレッシングを行うようにしたので、ワークの形状精度のバラツキをより小さく抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るホーニング加工機の要部正面図である。
【図２】 前記ホーニング加工機の側面図である。
【図３】 前記ホーニング加工機のワーク支持機構の側面図である。
【図４】 ホーニング加工用砥石の要部とドレッシング用砥石の断面図である。
【図５】 前記ホーニング加工機の制御系のブロック図である。
【図６】 前記ホーニング加工用砥石とドレッシング用砥石の噛合状態を拡大して示す斜視図である。
【図７】 前記ホーニング加工用砥石でホーニング加工されたワークの歯部を拡大して示す斜視図である。
【図８】 ホーニング加工用砥石が新品のときのワークの歯形をモデル化して示す説明図である。
【図９】 上記ホーニング加工用砥石にドレッシングを繰り返した後のワークの歯形をモデル化して示した説明図である。
【図１０】 本発明の実施の形態に係るドレッシング方法の基本的な原理を説明するためのもので、ドレッシング用砥石およびワークの歯形形状の推移を示す説明図である。
【図１１】 上記実施の形態に係るドレッシング方法の確認試験の試験結果を示すグラフである。
【図１２】 上記確認試験におけるドレッシング用砥石およびワークの歯形形状の推移を示す説明図である。
【図１３】 本発明の実施の形態に係るドレッシング方法の基本な原理を説明するためのもので、歯形形状誤差の推移をモデル化して示す線図である。
【図１４】 従来例に係るドレッシング方法を説明するためのもので、歯形形状誤差の推移をモデル化して示す線図である。
【図１５】 ドレッシングの進行に伴なうホーニング加工用砥石の歯部の形状変化を拡大して示す説明図である。
【符号の説明】
１４…ホーニング加工用砥石
２５…ドレッシング用砥石
Ｍ…ホーニング加工機
Ｓ…ホーニング加工用砥石とワークの中心間距離
Claims (3)
- 一群の歯車状ワークをホーニング加工用砥石にて順次ホーニング加工する途中に、該ホーニング加工用砥石の加工部に対しドレッシング用砥石にてドレッシングを行うホーニング加工用砥石のドレッシング方法であって、
上記ドレッシングが繰り返される途中において、その途中時点での上記ホーニング加工用砥石で加工された上記ワークの研磨状態が、当該ホーニング加工用砥石の初期状態におけるワークとの噛合状態での研磨状態に近付くよう、上記途中時点での上記ホーニング加工用砥石の上記ワークとの噛合状態に関するパラメータに応じて、当該時点での上記ドレッシング用砥石の歯面形状を変更することを特徴とするホーニング加工用砥石のドレッシング方法。 - 上記ホーニング加工用砥石と上記ワークとの噛合状態は、両者の各回転中心間の距離に基づいて検出されることを特徴とする請求項１記載のホーニング加工用砥石のドレッシング方法。
- 上記ホーニング加工用砥石が寿命に至るときの上記ワークとの噛合状態に関するパラメータ値を求めておき、該パラメータ値を略等分した各時点においてドレッシングを行うことを特徴とする請求項１記載のホーニング加工用砥石のドレッシング方法。
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