JP5836897B2 - 歯車研削工具の加工方法及び歯車研削工具 - Google Patents

Description

本発明は、ワーク工具（加工前の歯車研削工具）の螺旋状の研削歯に設けられた研削面を加工歯車にて加工（ツルーイング）することにより、ワーク歯車の歯面をクラウニング研削するための歯車研削工具を形成する歯車研削工具の加工方法及び歯車研削工具に関する。

例えば、歯車研削工具の研削面は、螺旋状の研削歯の母材にメッキ層を介して砥粒を電着することにより形成されている。一般的に、このような研削面の表面粗さは均一でないため、該歯車研削工具を用いてワーク歯車の歯面を精度良く研削することは容易ではない。

歯車研削工具の研削面の表面粗さを均一化する方法として、前記研削面が形成された研削歯を有するワーク工具と加工歯車とを噛み合わせた状態で、該ワーク工具と該加工歯車とを同期回転させることにより、該ワーク工具の研削面の全面を加工する技術的思想が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この場合、歯車研削工具の研削面の切れ味が低下するため、該歯車研削工具を用いてワーク歯車の歯面を高負荷で荒研削することができない。そのため、ワーク歯車の歯面の研削に多大な工数を要する上、歯車研削工具の寿命が低下してしまう。

そこで、本出願人は、このような問題を解決するために、荒研削用の研削面の一部に仕上研削用の帯状の仕上研削面を設けた歯車研削工具を提案している（例えば、特許文献２参照）。このような歯車研削工具では、単一の工具に研削面と仕上研削面とを設けているので、ワーク歯車の歯面を効率的に精度良く研削することができる。

特開２００５−８１４７２号公報 特開２０１１−７３０７１号公報

ところで、上述した特許文献２のような歯車研削工具を用いてワーク歯車の歯面をクラウニング研削することがある。そして、このようなクラウニング研削は、歯車研削工具とワーク歯車とを噛み合わせて回転駆動させた状態で、該ワーク歯車の回転軸線方向に相対変位させながら切込量を変えることにより行われる。すなわち、ワーク歯車の歯面の歯幅方向端部を研削する時の切込量は、該歯面の歯幅方向中央部を研削する時の切込量よりも多くなる。

本発明者等は、このようなワーク歯車の歯面のクラウニング研削を行う場合、特に、該歯面の歯幅方向端部を帯状の仕上研削面で研削する際に、ワーク歯車のクラウニング量、歯幅寸法、及び径寸法等によっては該歯面が仕上研削面以外の研削面に当たり該歯面の表面粗さが悪化することがあることを突き止めた。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、ワーク歯車の歯面をクラウニング研削する場合であっても、該歯面を効率的に研削することができると共に該歯面の表面粗さが悪化することを抑えることができる歯車研削工具の加工方法及び歯車研削工具を提供することを目的とする。

［１］ 本発明に係る歯車研削工具の加工方法は、ワーク工具の螺旋状の研削歯の母材に砥粒が設けられることにより形成された研削面を加工歯車にて加工することにより、ワーク歯車の歯面をクラウニング研削するための歯車研削工具を形成する歯車研削工具の加工方法であって、前記ワーク工具と前記加工歯車とを第１噛合位置で回転駆動させて前記研削面の延在方向に沿って該研削面の前記砥粒を加工することにより帯状の仕上研削面を形成する第１形成工程と、前記ワーク工具と前記加工歯車とを相対変位させて前記第１噛合位置から第２噛合位置に変更することにより、該ワーク工具と該加工歯車との作用線の位置を該ワーク工具の内側にずらす変位工程と、前記ワーク工具と前記加工歯車とを前記第２噛合位置で回転駆動させて前記研削面のうち前記仕上研削面よりも内側に位置する前記砥粒を加工することにより、前記仕上研削面にて前記ワーク歯車の歯面をクラウニング研削する際に前記研削面のうち前記仕上研削面よりも内側に位置する前記砥粒と前記ワーク歯車の歯面とが干渉することを回避する干渉回避部を形成する第２形成工程と、を行うことを特徴とする。

本発明に係る歯車研削工具の加工方法によれば、ワーク工具の研削面の砥粒を加工することにより帯状の仕上研削面を形成し、該研削面のうち仕上研削面よりも内側に位置する砥粒を加工することにより干渉回避部を形成している。そのため、このようにして形成された歯車研削工具を用いれば、ワーク歯車の歯面を効率的に研削することができる。また、該歯車研削工具の帯状の仕上研削面にてワーク歯車の歯面をクラウニング研削する際に、該歯面が仕上研削面以外の研削面に当たることを好適に抑えることができる。これにより、ワーク歯車の歯面の表面粗さが悪化することを抑えることができる。

［２］ 上記の歯車研削工具の加工方法において、前記変位工程では、前記ワーク工具と前記加工歯車とを該ワーク工具の回転軸線方向に沿って相対変位させることにより、前記第１噛合位置から前記第２噛合位置に変更してもよい。

このような方法によれば、ワーク工具と加工歯車とを該ワーク工具の回転軸線方向に沿って相対変位させることにより、第１噛合位置から第２噛合位置に変更しているので、例えば、加工歯車の歯先（歯底）がワーク工具の歯底（歯先）に干渉することを好適に抑えることができる。

［３］ 上記の歯車研削工具の加工方法において、前記変位工程では、前記ワーク歯車の前記歯面をクラウニング研削する際における切込量又は引抜量に相当する分量だけ前記第１噛合位置の作用線と前記第２噛合位置の作用線とがずれるように前記ワーク工具と前記加工歯車とを相対変位させてもよい。

このような方法によれば、ワーク歯車の歯面をクラウニング研削する際における切込量又は引抜量に相当する分量だけ第１噛合位置の作用線と第２噛合位置との作用線とをずらしているので、研削面のうちワーク歯車の歯面に干渉するおそれのある部位を確実に加工することができる。

［４］ 上記の歯車研削工具の加工方法において、前記第２形成工程の切込量は、前記第１形成工程の切込量よりも小さくてもよい。

このような方法によれば、第２形成工程の切込量を第１形成工程の切込量よりも小さくしているので、前記研削面のうちワーク歯車の歯面に接触可能な部分（該歯面の表面粗さを悪化させるような部分）のみを加工して干渉回避部に形成することができる。これにより、干渉回避部を形成する際の加工歯車の磨耗量を低減することができるため、該加工歯車の長寿命化を図ることができる。

［５］ 本発明に係る歯車研削工具は、ワーク歯車の歯面をクラウニング研削するための螺旋状の研削歯を有する歯車研削工具であって、前記研削歯は、該研削歯に沿って該研削歯の母材に設けられた砥粒を有する研削面と、前記研削面の延在方向に沿って形成され、前記研削面の前記砥粒が加工された第１加工砥粒を有する帯状の仕上研削面と、前記研削面のうち前記仕上研削面よりも内側に形成され、前記研削面の前記砥粒が加工された第２加工砥粒を有し、前記仕上研削面にて前記ワーク歯車の歯面をクラウニング研削する際に前記第２加工砥粒と前記ワーク歯車の歯面とが干渉することを回避する干渉回避部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る歯車研削工具によれば、研削面の砥粒が加工された第１加工砥粒を有する帯状の仕上研削面を研削面の延在方向に沿って形成しているので、ワーク歯車の歯面を効率的に研削することができる。また、研削面の砥粒が加工された第２加工砥粒を有する干渉回避部を研削面のうち仕上研削面よりも内側に形成しているので、該仕上研削面にてワーク歯車の歯面をクラウニング研削する際に、該歯面が仕上研削面以外の研削面に当たることを好適に抑えることができる。これにより、ワーク歯車の歯面の表面粗さが悪化することを抑えることができる。

以上説明したように、本発明によれば、研削面の砥粒を加工して仕上研削面及び干渉回避部に形成しているので、歯車研削工具を用いてワーク歯車の歯面をクラウニング研削する場合であっても、該歯面を効率的に研削することができると共に該歯面の表面粗さが悪化することを抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る歯車研削工具が適用された歯車研削システムの斜視図である。 図１に示す歯車研削システムの概略ブロック図である。 図１に示す歯車研削工具の斜視図である。 図４Ａは、荒研削領域の研削面を模式的に示した平面図であり、図４Ｂは、仕上研削領域の研削面と仕上研削面を模式的に示した平面図である。 図５Ａは、図４ＡのＶＡ−ＶＡ線に沿った一部省略断面図であり、図５Ｂは、図４ＢのＶＢ−ＶＢ線に沿った一部省略断面図である。 図１に示す歯車研削システムを用いてワーク歯車を研削する手順を説明するためのフローチャートである。 クラウニング荒研削時の歯車研削工具とワーク歯車との噛合状態を示す要部拡大説明図である。 ワーク歯車の歯面のクラウニング形状を説明するための一部省略模式図である。 クラウニング仕上研削時の歯車研削工具とワーク歯車との噛合状態を示す要部拡大説明図である。 クラウニング仕上研削している際のワーク歯車と歯車研削工具との位置関係を模式的に示した説明図である。 ワーク工具の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る歯車研削工具の加工方法を説明するためのフローチャートである。 図１３Ａは、ワーク工具の研削面を模式的に示した平面図であり、図１３Ｂは、前記研削面に仕上研削面を形成した状態を模式的に示した平面図であり、図１３Ｃは、前記研削面に干渉回避部を形成した状態を模式的に示した平面図である。 図１４Ａは、図１３ＡのＸＩＶＡ−ＸＩＶＡ線に沿った一部省略断面図であり、図１４Ｂは、図１３ＢのＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線に沿った一部省略断面図であり、図１４Ｃは、図１３ＣのＸＩＶＣ−ＸＩＶＣ線に沿った一部省略断面図である。 第１噛合位置における第５作用線と第２噛合位置における第６作用線との位置関係を示した説明図である。

以下、本発明に係る歯車研削工具の加工方法及び歯車研削工具について、好適な実施形態を例示して添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

先ず、本発明の一実施形態に係る歯車研削工具１０を適用した歯車研削システム１２について説明する。歯車研削システム１２は、ワーク歯車Ｗを歯車研削工具１０にて研削するためのシステムである。ワーク歯車Ｗは、例えば、はすば歯車（ヘリカルギヤ）として構成されており、クラウニング形状の歯面を有している（図８参照）。

図１及び図２に示すように、歯車研削システム１２は、ベッド１４と、ベッド１４の上面に配設された第１機構１６と第２機構１８と、第２機構１８に装着された歯車研削工具１０と、ベッド１４に隣接して配設された制御部２０とを備える。

第１機構１６は、ワーク歯車Ｗが回転可能な状態で装着されるものであって、ワーク歯車Ｗの回転軸線と直交する方向（矢印Ａ方向）に進退可能な状態でベッド１４の上面に設けられた切込テーブル２２と、切込テーブル２２を矢印Ａ方向に進退させる切込モータ２４と、ワーク歯車Ｗの回転軸線方向（矢印Ｂ方向）に移動可能な状態で切込テーブル２２に設けられたトラバーステーブル２６と、トラバーステーブル２６を矢印Ｂ方向に移動させるトラバースモータ２８とを有する。

また、第１機構１６は、ワーク歯車Ｗを着脱可能なテールストック３０と、減速機構３２を介してワーク歯車Ｗを正逆両方向に回転させる第１回転モータ３４と、ワーク歯車Ｗの回転角度に対応した信号（パルス信号）を出力する第１エンコーダ３６とをさらに有する。

テールストック３０には、歯車研削工具１０とワーク歯車Ｗとの接触を検出する接触検出部３８が設けられている。接触検出部３８としては、歯車研削工具１０とワーク歯車Ｗの接触時に生じる弾性波（接触音）Ｐを検出するＡＥセンサが用いられる。ＡＥセンサは、接触方式又は非接触方式のいずれの方式であっても構わない。

第２機構１８は、ベッド１４の上面に立設されたコラム４０と、コラム４０のうち第１機構１６に指向する側面に沿って（矢印Ｃ方向に）旋回可能な状態で該コラム４０に設けられた旋回テーブル４２と、旋回テーブル４２を矢印Ｃ方向に移動させる図示しない旋回モータと、歯車研削工具１０の回転軸線方向（矢印Ｄ方向）に移動可能な状態で旋回テーブル４２に設けられたシフトテーブル４４と、シフトテーブル４４を矢印Ｄ方向に移動させるシフトモータ４６とを有する。

また、第２機構１８は、シフトテーブル４４に固定された状態で歯車研削工具１０を回転自在に支持する工具支持部４８と、歯車研削工具１０を正逆両方向に回転させる第２回転モータ５０と、歯車研削工具１０の回転角度に対応した信号（パルス信号）を出力する第２エンコーダ５２とをさらに有する。

図３〜図５Ｂに示すように、歯車研削工具１０は、工具軸５４と、工具軸５４の周面に設けられた螺旋状の研削歯５６を備えている。本実施形態では、研削歯５６は６山設けられており、以下の説明では、該６山のうち、上部３山を荒研削領域Ｒ１、下部３山を仕上研削領域Ｒ２と称することがある。

荒研削領域Ｒ１には、ワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒを荒研削するための研削面６２と、ワーク歯車Ｗの左歯面６０Ｌを荒研削するための研削面６４とが設けられている（図７参照）。各研削面６２、６４は、研削歯５６の母材６６に単層のＣＢＮ（立方晶窒化硼素）等で構成された砥粒６８をニッケルメッキ層等のバインダ７０を介して電着することにより形成されている（図５Ａ参照）。

仕上研削領域Ｒ２には、ワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒに対応する研削面７２と、研削面７２に形成されて該右歯面６０Ｒを仕上研削するための帯状の仕上研削面７４と、ワーク歯車Ｗの左歯面６０Ｌに対応する研削面７６と、研削面７６に形成されて該左歯面６０Ｌを仕上研削するための帯状の仕上研削面７８とが設けられている（図９参照）。

各研削面７２、７６は、上述した研削面６２、６４と同一の構成を有している。仕上研削面７４は、研削歯５６の延在方向に沿って研削面７２の砥粒６８を加工することにより螺旋状に形成されている（図５Ｂ参照）。

すなわち、仕上研削面７４の表面粗さは、研削面７２の表面粗さよりも小さくなっている。これにより、仕上研削面７４にてワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒの仕上研削を容易に行うことが可能となる。仕上研削面７８についても同様である。

なお、研削歯５６の山数、各仕上研削面７４、７８の幅寸法、各仕上研削面７４、７８の表面粗さ（砥粒６８の加工度合い）等についてはワーク歯車Ｗの仕様や研削条件等に応じて適宜設定される。

図４Ｂ及び図５Ｂから諒解されるように、研削面７２のうち仕上研削面７４の内側には、砥粒６８のうち所定の高さ位置よりも高い位置にある砥粒６８ａの頂部を加工することにより干渉回避部８０が形成されている。このような干渉回避部８０は、仕上研削面７４の全長に亘って内側方に隣接するラインＬ１上に位置している。

干渉回避部８０の高さ寸法は、ワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒの歯幅方向端部を仕上研削する際に、該右歯面６０Ｒに接触しない程度に設定されている。すなわち、干渉回避部８０の高さ寸法は、仕上研削面７４の高さ寸法よりも高く設定されている。この効果については追って説明する。

これと同様に、研削面７６のうち仕上研削面７８の内側には干渉回避部８２が形成されており、該干渉回避部８２は仕上研削面７８の内側方に隣接するラインＬ２上に位置している（図９参照）。

制御部２０は、図示しない旋回モータを制御して旋回テーブル４２を矢印Ｃ方向に旋回させる。また、図２に示すように、制御部２０は、制御部本体１００と複数のサーボアンプ１０２ａ〜１０２ｅとを有する。制御部本体１００は、切込モータ制御部１０４、トラバースモータ制御部１０６、シフトモータ制御部１０８、及びコントローラ１１０を含む。

切込モータ制御部１０４は、サーボアンプ１０２ａを介して切込モータ２４を制御して切込テーブル２２を矢印Ａ方向に進退させ、トラバースモータ制御部１０６は、サーボアンプ１０２ｂを介してトラバースモータ２８を制御してトラバーステーブル２６を矢印Ｂ方向に移動させ、シフトモータ制御部１０８は、サーボアンプ１０２ｅを介してシフトモータ４６を制御してシフトテーブル４４を矢印Ｄ方向に移動させる。

コントローラ１１０は、第１エンコーダ３６及び第２エンコーダ５２からの各々の出力信号に基づいて、サーボアンプ１０２ｃを介して第１回転モータ３４を制御すると共にサーボアンプ１０２ｄを介して第２回転モータ５０を制御することにより、歯車研削工具１０とワーク歯車Ｗとを同期回転させる。また、コントローラ１１０は、第１回転モータ３４を制御してワーク歯車Ｗのみを回転させることもできる。

次に、以上のように構成された歯車研削システム１２を用いた歯車研削方法について説明する。なお、初期状態において、工具支持部４８に歯車研削工具１０が装着され、テールストック３０にワーク歯車Ｗが装着されている。

先ず、制御部２０は、各種モータ２４、２８、３４、４６、５０を駆動制御して歯車研削工具１０の荒研削領域Ｒ１にワーク歯車Ｗを噛み合わせる（図６のステップＳ１）。

そして、ワーク歯車Ｗをクラウニング荒研削する（ステップＳ２）。この場合、コントローラ１１０は、第１回転モータ３４と第２回転モータ５０を回転駆動することにより、歯車研削工具１０とワーク歯車Ｗとを同期回転させる。また、このとき、トラバースモータ制御部１０６がトラバースモータ２８を駆動制御してワーク歯車Ｗを矢印Ｂ方向に変位させながら、切込モータ制御部１０４が切込モータ２４を駆動制御してワーク歯車Ｗを矢印Ａ方向に変位させる。

すなわち、図４Ａ及び図７に示すように、歯車研削工具１０の研削面６２とワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒとの噛合接触点（作用点）は、第１作用線Ｎ１と第２作用線Ｎ２との間を複数回往復することになる。

ここで、第１作用線Ｎ１は、右歯面６０Ｒの一端部Ｐ１又は他端部Ｐ３を荒研削している時の研削面６２と右歯面６０Ｒとの法線であり、第２作用線Ｎ２は、ワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒの中央部Ｐ２を荒研削している時の研削面６２と右歯面６０Ｒとの法線である（図８参照）。これにより、ワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒがクラウニング荒研削される。

本実施形態では、歯車研削工具１０の研削面６２でワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒをクラウニング荒研削した後、ワーク歯車Ｗと歯車研削工具１０との噛合位置を調節した上で、歯車研削工具１０の研削面６４にて左歯面６０Ｌをクラウニング荒研削する。

ただし、本実施形態において、前記研削面６２による前記右歯面６０Ｒのクラウニング荒研削と、前記研削面６４による前記左歯面６０Ｌのクラウニング荒研削とを同時に行っても構わない。この場合、クラウニング荒研削の工数を低減することができる。

続いて、制御部２０は、各種モータ２４、２８、３４、４６、５０を駆動制御して歯車研削工具１０の仕上研削領域Ｒ２にワーク歯車Ｗを噛み合わせる（ステップＳ３）。詳細には、ワーク歯車Ｗの歯を歯車研削工具１０の荒研削領域Ｒ１の歯溝から抜き出した状態で該歯車研削工具１０をその回転軸線方向に変位させた後、ワーク歯車Ｗの歯を歯車研削工具１０の仕上研削領域Ｒ２の歯溝に挿入する。

そして、ワーク歯車Ｗをクラウニング仕上研削する（ステップＳ４）。ここでの歯車研削工具１０及びワーク歯車Ｗの動作は、上述したクラウニング荒研削を行うときの動作と基本的に同じである。

すなわち、図４Ｂ及び図９に示すように、歯車研削工具１０の仕上研削面７４とワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒとの噛合接触点（作用点）は、第３作用線Ｎ３と第４作用線Ｎ４との間を複数回往復することになる。

ここで、第３作用線Ｎ３は、右歯面６０Ｒの一端部Ｐ１又は他端部Ｐ３を仕上研削している時の仕上研削面７４と右歯面６０Ｒとの法線であり、第４作用線Ｎ４は、ワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒの中央部Ｐ２を仕上研削している時の仕上研削面７４と右歯面６０Ｒとの法線である。これにより、ワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒがクラウニング仕上研削される。

本実施形態では、歯車研削工具１０の仕上研削面７４にてワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒをクラウニング仕上研削した後、ワーク歯車Ｗと歯車研削工具１０との噛合位置を調節した上で、歯車研削工具１０の仕上研削面７８にて左歯面６０Ｌをクラウニング仕上研削する。

ただし、本実施形態において、前記仕上研削面７４による前記右歯面６０Ｒのクラウニング仕上研削と、前記仕上研削面７８による前記左歯面６０Ｌのクラウニング仕上研削とを同時に行っても構わない。この場合、クラウニング仕上研削の工数を低減することができる。この段階で今回のフローチャートが終了する。

本実施形態では、歯車研削工具１０の荒研削領域Ｒ１の研削面６２、６４にてワーク歯車Ｗのクラウニング荒研削を行った後、該歯車研削工具１０の仕上研削領域Ｒ２の仕上研削面７４、７８にてワーク歯車Ｗのクラウニング仕上研削を行っているので、ワーク歯車Ｗの歯面を効率的に精度良く研削することができる。

次に、図１０を参照して、本実施形態の作用効果についてさらに説明する。図１０では、ワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒの一端部Ｐ１を仕上研削している時のワーク歯車Ｗの位置を実線で示し、右歯面６０Ｒの中央部Ｐ２を仕上研削している時のワーク歯車Ｗの位置を細い二点鎖線で示し、右歯面６０Ｒの他端部Ｐ３を仕上研削している時のワーク歯車Ｗの位置を太い二点差線で示している。

図１０から諒解されるように、例えば、歯車研削工具１０において、干渉回避部８０が形成されていない場合、ワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒの一端部Ｐ１又は他端部Ｐ３をクラウニング仕上研削する際に、研削面７２のうち仕上研削面７４よりも内側の部位と右歯面６０Ｒとが干渉することがある。

つまり、ワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒのうち既に仕上研削がなされた部位に研削面７２の砥粒６８の頂部が当たることにより、該右歯面６０Ｒにキズが付くことがある。そうすると、該右歯面６０Ｒの表面粗さが悪化してしまう。

しかしながら、本実施形態では、研削面７２のうち仕上研削面７４よりも内側の部位（ラインＬ１上）に干渉回避部８０を形成しているので、ワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒの一端部Ｐ１又は他端部Ｐ３をクラウニング仕上研削する際に、該右歯面６０Ｒが仕上研削面７４以外の研削面７２の砥粒６８の頂部に当たることを好適に抑えることができる。これにより、ワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒの表面粗さが悪化することを抑えることができる。

なお、ワーク歯車Ｗの左歯面６０Ｌの一端部又は他端部を歯車研削工具１０の仕上研削面７８でクラウニング仕上研削する場合についても同様である。

次に、上述した歯車研削工具１０の加工方法について、歯車研削工具加工システム（工具加工システムと称することがある。）１５０との関係で説明する。なお、工具加工システム１５０は、基本的な構成が上述した歯車研削システム１２の構成と同一であるため、その詳細な説明を省略する。

工具加工システム１５０は、ワーク工具１５２を加工歯車１５４で加工することにより該ワーク工具１５２に仕上研削面７４、７８と干渉回避部８０、８２を形成するためのものである。

図１及び図２に示すように、第１機構１６のテールストック３０に装着される加工歯車１５４は、例えば、はすば歯車（ヘリカルギヤ）として構成されており、クラウニング形状の歯面を有している。加工歯車１５４の歯面は、ダイヤモンド等で構成された砥粒がニッケルメッキ層等のバインダを介して電着することにより形成されている。

図１１に示すように、ワーク工具１５２は、第２機構１８の工具支持部４８に装着されるものであって、螺旋状の研削歯１５６を備えている。本実施形態では、研削歯１５６は６山設けられており、研削歯１５６には上述した研削面６２、６４、７２、７６が設けられている（図１１、図１３Ａ、図１４Ａ、及び図１５参照）。

次に、このような工具加工システム１５０を用いてワーク工具１５２を加工して歯車研削工具１０を形成する方法について説明する。

先ず、制御部２０は、各種モータ２４、２８、３４、４６、５０を駆動制御してワーク工具１５２と加工歯車１５４とを第１噛合位置に噛み合わせる（図１２のステップＳ１０）。このとき、第１噛合位置における研削面７２と右加工歯面１５８Ｒとの法線である第５作用線Ｎ５の位置は、上述した第４作用線Ｎ４の位置と略同一となる。

そして、ワーク工具１５２の研削面７２の一部を帯状の仕上研削面７４に形成する（ステップＳ１１：第１形成工程、図１３Ｂ及び図１４Ｂ参照）。この場合、切込モータ制御部１０４の作用下で加工歯車１５４をワーク工具１５２に所定の切込量だけ切り込ませた状態で、コントローラ１１０が第１回転モータ３４と第２回転モータ５０とを同期回転させる。これにより、加工歯車１５４の右加工歯面１５８Ｒにて仕上研削面７４が研削歯１５６に沿って螺旋状に形成されることとなる。

続いて、ワーク工具１５２と加工歯車１５４とを第２噛合位置に噛み合わせる（ステップＳ１２：変位工程）。すなわち、ワーク工具１５２と加工歯車１５４とを相対変位させて第１噛合位置から第２噛合位置に変更することにより、ワーク工具１５２と加工歯車１５４との第５作用線Ｎ５の位置をワーク工具１５２の内側にずらす。このとき、第２噛合位置における仕上研削面７４と右加工歯面１５８Ｒとの法線である第６作用線Ｎ６の位置は、上述した第３作用線Ｎ３の位置と略同一となる。

具体的には、図１５から諒解されるように、ワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒをクラウニング仕上研削する際における切込量（引抜量）Ａ０（図１０参照）に相当する分量だけ第１噛合位置における第５作用線Ｎ５と第２噛合位置における第６作用線Ｎ６とがずれるようにワーク工具１５２をその回転軸線方向（矢印Ｄ方向）に沿って工具支持部４８が位置する側に変位させる。

ステップＳ１２では、加工歯車１５４を矢印Ａ方向に沿ってワーク工具１５２側に進行させることによって第１噛合位置から第２噛合位置に変更することも可能であるが、この場合、例えば、加工歯車１５４の歯先（歯底）がワーク工具１５２の歯底（歯先）に干渉する懸念がある。

しかしながら、上述したように、ワーク工具１５２を矢印Ｄ方向に沿って変位させた場合には、例えば、加工歯車１５４の歯先（歯底）がワーク歯車Ｗの歯底（歯先）に干渉することを好適に抑えることができる。

その後、研削面７２のうち仕上研削面７４よりも内側の部位を加工して干渉回避部８０に形成する（ステップＳ１３：第２形成工程、図１３Ｃ及び図１４Ｃ参照）。具体的には、切込モータ制御部１０４の作用下で加工歯車１５４をワーク工具１５２に切り込んで行き、該加工歯車１５４の右加工歯面１５８Ｒがワーク工具１５２の研削面７２に接触した位置で加工歯車１５４の切込動作を停止する。このとき、加工歯車１５４とワーク工具１５２との接触は、接触検出部３８の出力信号に基づいて判断することができる。

そして、その位置において、コントローラ１１０が加工歯車１５４とワーク工具１５２とを同期回転させることにより、研削面７２のうち仕上研削面７４の内側に位置する部位の砥粒６８を加工する。これにより、研削面７２における仕上研削面７４の全長に亘って内側方に隣接する部位（ラインＬ１上）の砥粒６８のうちワーク歯車Ｗの右歯面６０Ｒに接触するおそれのある砥粒６８ａの頂部のみが加工され、その結果、干渉回避部８０が形成されることとなる。

続いて、上述したステップＳ１０〜Ｓ１３の手順と同様の手順により、加工歯車１５４の左加工歯面１５８Ｌにてワーク工具１５２の研削面７６に仕上研削面７８と干渉回避部８２を形成する。この段階で今回のフローチャートが終了する。

本実施形態では、ワーク工具１５２の研削面７２、７６の少なくとも一部を帯状の仕上研削面７４、７８に形成し、研削面７２、７６のうち仕上研削面７４、７８よりも内側の部位を加工して干渉回避部８０、８２に形成している。

そのため、このようにして形成された歯車研削工具１０を用いれば、ワーク歯車Ｗの歯面６０Ｒ、６０Ｌを効率的に研削することができる。また、該歯車研削工具１０の帯状の仕上研削面７４、７８にてワーク歯車Ｗの歯面６０Ｒ、６０Ｌをクラウニング研削（クラウニング仕上研削）する際に、該歯面６０Ｒ、６０Ｌが仕上研削面７４、７８以外の研削面７２、７６に当たることを好適に抑えることができる。これにより、ワーク歯車Ｗの歯面６０Ｒ、６０Ｌの表面粗さが悪化することを抑えることができる。

本実施形態によれば、ワーク歯車Ｗの歯面６０Ｒ、６０Ｌをクラウニング仕上研削する際における切込量（引抜量）Ａ０に相当する分量だけ第１噛合位置の第５作用線Ｎ５と第２噛合位置の第６作用線Ｎ６とをずらしているので、研削面７２、７６のうちワーク歯車Ｗの歯面６０Ｒ、６０Ｌに干渉するおそれのある部位（砥粒６８ａの頂部）を確実に加工することができる。

また、干渉回避部８０、８２を形成する際の加工歯車１５４の切込量を、仕上研削面７４、７８を形成する際の加工歯車１５４の切込量よりも小さくしているので、研削面７２、７６のうちワーク歯車Ｗの歯面６０Ｒ、６０Ｌに接触可能な部分のみを加工して干渉回避部８０、８２に形成することができる。

これにより、干渉回避部８０、８２を形成する際の加工歯車１５４の砥粒の磨耗量を低減することができるため、加工歯車１５４の長寿命化を図ることができる。さらに、本実施形態では、研削面７２のうちワーク歯車Ｗの歯面６０Ｒ、６０Ｌに接触するおそれのある砥粒６８ａの頂部のみを加工しているので、加工歯車１５４の砥粒の磨耗量を一層低減することができる。

本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。

１０…歯車研削工具 ５６、１５６…研削歯
６０Ｌ…左歯面 ６０Ｒ…右歯面
７２、７６…研削面 ７４、７８…仕上研削面
８０、８２…干渉回避部 １５２…ワーク工具
１５４…加工歯車 １５８Ｌ…左加工歯面
１５８Ｒ…右加工歯面 Ｎ５…第５作用線
Ｎ６…第６作用線 Ｗ…ワーク歯車

Claims (5)

1. ワーク工具の螺旋状の研削歯の母材に砥粒が設けられることにより形成された研削面を加工歯車にて加工することにより、ワーク歯車の歯面をクラウニング研削するための歯車研削工具を形成する歯車研削工具の加工方法であって、
   前記ワーク工具と前記加工歯車とを第１噛合位置で回転駆動させて前記研削面の延在方向に沿って該研削面の前記砥粒を加工することにより帯状の仕上研削面を形成する第１形成工程と、
   前記ワーク工具と前記加工歯車とを相対変位させて前記第１噛合位置から第２噛合位置に変更することにより、該ワーク工具と該加工歯車との作用線の位置を該ワーク工具の内側にずらす変位工程と、
   前記ワーク工具と前記加工歯車とを前記第２噛合位置で回転駆動させて前記研削面のうち前記仕上研削面よりも内側に位置する前記砥粒を加工することにより、前記仕上研削面にて前記ワーク歯車の歯面をクラウニング研削する際に前記研削面のうち前記仕上研削面よりも内側に位置する前記砥粒と前記ワーク歯車の歯面とが干渉することを回避する干渉回避部を形成する第２形成工程と、
   を行うことを特徴とする歯車研削工具の加工方法。
2. 請求項１記載の歯車研削工具の加工方法において、
   前記変位工程では、前記ワーク工具と前記加工歯車とを該ワーク工具の回転軸線方向に沿って相対変位させることにより、前記第１噛合位置から前記第２噛合位置に変更することを特徴とする歯車研削工具の加工方法。
3. 請求項２記載の歯車研削工具の加工方法において、
   前記変位工程では、前記ワーク歯車の前記歯面をクラウニング研削する際における切込量又は引抜量に相当する分量だけ前記第１噛合位置の作用線と前記第２噛合位置の作用線とがずれるように前記ワーク工具と前記加工歯車とを相対変位させることを特徴とする歯車研削工具の加工方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯車研削工具の加工方法において、
   前記第２形成工程の切込量は、前記第１形成工程の切込量よりも小さいことを特徴とする歯車研削工具の加工方法。
5. ワーク歯車の歯面をクラウニング研削するための螺旋状の研削歯を有する歯車研削工具であって、
   前記研削歯は、該研削歯に沿って該研削歯の母材に設けられた砥粒を有する研削面と、
   前記研削面の延在方向に沿って形成され、前記研削面の前記砥粒が加工された第１加工砥粒を有する帯状の仕上研削面と、
   前記研削面のうち前記仕上研削面よりも内側に形成され、前記研削面の前記砥粒が加工された第２加工砥粒を有し、前記仕上研削面にて前記ワーク歯車の歯面をクラウニング研削する際に前記第２加工砥粒と前記ワーク歯車の歯面とが干渉することを回避する干渉回避部と、
   を備えることを特徴とする歯車研削工具。

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