WO2024057428A1

WO2024057428A1 - 歯車加工用工具の設計方法および歯車加工用工具の設計支援装置

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Publication number: WO2024057428A1
Application number: PCT/JP2022/034314
Authority: WO
Inventors: 克仁吉永
Original assignee: 株式会社ジェイテクト
Priority date: 2022-09-14
Filing date: 2022-09-14
Publication date: 2024-03-21

Abstract

歯車加工用工具（Ｔ）の設計方法は、歯車諸元、工具諸元および歯形方向目標修整量を取得し、前記歯車諸元、前記工具諸元および前記歯形方向目標修整量に基づいて前記歯車加工用工具の工具刃形状を仮設計する工程（Ｓ１）と、歯すじ方向目標修整量を取得し、前記歯すじ方向目標修整量に基づいて加工制御要素の補正量を決定する工程（Ｓ２）と、前記加工制御要素の補正量と、仮設計された前記工具刃形状とに基づいて、前記歯車の第一歯面形状を算出する工程（Ｓ３３）と、前記第一歯面形状と、目標歯面形状と、を比較し、前記第一歯面形状における前記歯形方向の第一対象誤差を算出する工程（Ｓ３５）と、前記歯形方向目標修整量と、前記第一対象誤差を小さくするための第一対象誤差修整量とに基づいて、前記工具刃形状を本設計する工程（Ｓ３８）と、を備える。

Description

歯車加工用工具の設計方法および歯車加工用工具の設計支援装置

　本発明は、歯車加工用工具の設計方法および歯車加工用工具の設計支援装置に関する。

　歯車は、負荷を受けると歯や軸の変形で噛み合い状態が悪化し、騒音が発生する場合がある。歯車は、負荷時に理想的な噛み合いになるようにして、静粛性を向上させる要求が高まっており、歯の歯面形状を修整する必要がある。歯車の歯の歯面形状の修整要素としては、例えば、歯すじ傾斜（「歯すじねじれ」とも称する）、クラウニング、バイアス、圧力角および歯形丸みがある。これらのうち、歯すじ傾斜、クラウニングおよびバイアスは、歯車の歯すじ方向の修整要素であり、圧力角および歯形丸みは歯車の歯形方向（歯底から歯先に向かう方向）の修整要素である。

　特開２０２１－１１０１１号公報（特許文献１）には、歯車の歯すじ方向の修整要素を変化させるために、歯車加工用工具に、歯すじ方向の修整要素を変化させるための追加運動を与える技術が記載されている。これにより、歯車の歯の歯すじ方向の精度を向上させることが期待された。

特開２０２１－１１０１１号公報

　しかしながら上記の技術によれば、歯車加工用工具に追加運動を与えて歯車を加工すると、歯車の歯すじ方向の精度は向上したが、歯車の歯形方向の形状について誤差が発生するという問題が生じた。

　本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、歯車の歯すじ方向および歯形方向に関する誤差を修整可能な歯車加工用工具の設計方法、および歯車加工用工具の設計支援装置を提供しようとするものである。

　本発明の一態様は、
　歯車加工用工具の中心軸線に平行な軸線を工作物の中心軸線に対して所定の軸交差角を有する状態として、前記歯車加工用工具および前記工作物を同期回転させながら、前記工作物と前記歯車加工用工具を相対移動させることにより、前記工作物に歯車の歯を加工する歯車加工用工具の設計方法であって、
　前記歯車の諸元である歯車諸元を取得し、前記歯車加工用工具の諸元である工具諸元を取得し、前記歯車の歯面形状の歯形方向修整要素の目標値である歯形方向目標修整量を取得し、前記歯車諸元、前記工具諸元および前記歯形方向目標修整量に基づいて前記歯車加工用工具の工具刃形状を仮設計する工程と、
　前記歯面形状の歯すじ方向修整要素の目標値である歯すじ方向目標修整量を取得し、前記歯すじ方向目標修整量に基づいて加工動作中における加工制御要素の補正量を決定する工程と、
　前記加工制御要素の補正量と、仮設計された前記工具刃形状とに基づいて、前記歯車の第一歯面形状を算出する工程と、
　算出された前記第一歯面形状と、前記歯車諸元に含まれる目標歯面形状と、を比較し、前記第一歯面形状における前記歯形方向の第一対象誤差を算出する工程と、
　前記歯形方向目標修整量と、前記第一対象誤差を小さくするための第一対象誤差修整量とに基づいて、前記工具刃形状を本設計する工程と、
　を備えた歯車加工用工具の設計方法にある。

　また、本発明の他の態様は、
　歯車加工用工具の中心軸線に平行な軸線を工作物の中心軸線に対して所定の軸交差角を有する状態として、前記歯車加工用工具および前記工作物を同期回転させながら、前記工作物と前記歯車加工用工具を相対移動させることにより、前記工作物に歯車の歯を加工する歯車加工用工具の設計支援装置であって、
　前記歯車の諸元である歯車諸元を取得する歯車諸元取得部と、
　前記歯車加工用工具の諸元である工具諸元を取得する工具諸元取得部と、
　前記歯車の歯面形状の歯形方向修整要素の目標値である歯形方向目標修整量を取得する歯形方向目標修整量取得部と、
　前記歯車諸元、前記工具諸元および前記歯形方向目標修整量に基づいて前記歯車加工用工具の工具刃形状を仮設計する仮設計部と、
　前記歯面形状の歯すじ方向修整要素の目標値である歯すじ方向目標修整量を取得する歯すじ方向目標修整量取得部と、
　前記歯すじ方向目標修整量に基づいて加工動作中における加工制御要素の補正量を決定する補正量決定部と、
　前記加工制御要素の補正量と、仮設計された前記工具刃形状とに基づいて、前記歯車の第一歯面形状を算出する第一歯面形状算出部と、
　算出された前記第一歯面形状と、前記歯車諸元に含まれる目標歯面形状と、を比較し、前記歯面形状における前記歯形方向の第一対象誤差を算出する第一対象誤差算出部と、
　前記歯形方向目標修整量と、前記第一対象誤差を小さくするための第一対象誤差修整量とに基づいて、前記工具刃形状を本設計する本設計部と、
　を備えた歯車加工用工具の設計支援装置にある。

　本発明の一態様および他の態様によれば、歯すじ方向目標修整量に基づいて加工動作中における加工制御要素を補正することにより発生した第一対象誤差を小さくするための第一対象誤差修整量に基づいて、歯車加工用工具Ｔの工具刃形状を本設計する。これにより、歯すじ方向目標修整量に基づいて加工制御要素を補正した場合でも、歯形方向について歯車の歯面形状に誤差が発生することを抑制することができる。

　なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における加工装置を示す斜視図。ギヤスカイビング加工における工作物と歯車加工用工具において、軸交差角を設定したときを歯車加工用工具の径方向に見た図。図２を歯車加工用工具の中心軸線方向に見た図。ギヤスカイビング加工の動作を説明する図であって、歯車加工用工具の径方向に見た図。図４を加工用工具の中心軸線方向に見た図。ギヤスカイビング加工における工作物と歯車加工用工具において、オフセット角を設定したときを歯車加工用工具の径方向に見た図。修正要素のクラウニングの修整量を示す図。修正要素のバイアスの修整量を示す図。修正要素の歯すじ傾斜の修整量を示す図。修正要素の圧力角の修整量を示す図。修正要素の歯形丸みの修整量を示す図。歯幅の位置に対する、歯車加工用工具の中心軸線と工作物の中心軸線との中心間距離を、放物線状に変化させる運動を示す図。歯幅の位置に対する、歯車加工用工具の中心軸線と工作物の中心軸線とのなす軸交差角を、直線状に変化させる運動を示す図。歯幅の位置に対する、歯車加工用工具の回転角に対する工作物の回転角を、直線状に変化させる運動を示す図。Ｙ軸の変化量とクラウニングの修整量との相関、Ｙ軸の変化量とバイアスの修整量との相関、および、Ｙ軸の変化量と歯すじ傾斜の修整量との相関を示す図。Ｂ軸の変化量とクラウニングの修整量との相関、Ｂ軸の変化量とバイアスの修整量との相関、および、Ｂ軸の変化量と歯すじ傾斜の修整量との相関を示す図。Ｃｗ軸の変化量とクラウニングの修整量との相関、Ｃｗ軸の変化量とバイアスの修整量との相関、および、Ｃｗ軸の変化量と歯すじ傾斜の修整量との相関を示す図。Ｘ，Ｙ軸の変化量とクラウニングの修整量との相関、Ｘ，Ｙ軸の変化量とバイアスの修整量との相関、および、Ｘ，Ｙ軸の変化量と歯すじ傾斜の修整量との相関を示す図。実施形態１に係る設計支援装置の構成を示す図。設計支援装置の動作および設計方法のメインフローを示すフローチャート。工具刃形状の仮設計処理を示すフローチャート。補正量決定処理を示すフローチャート。本設計処理を示すフローチャート。歯車の歯幅方向の中央の１箇所の軸直角断面を基準にして第一対象誤差を算出する状態を示す斜視図。第二誤差算出処理を示すフローチャート。再設計処理を示すフローチャート。補正量再決定処理を示すフローチャート。実施形態２において、歯車の歯幅方向の任意の１箇所の軸直角断面を基準にして第一対象誤差を算出する状態を示す斜視図。実施形態３において、歯車の歯幅方向における複数箇所の軸直角断面を基準にして第一対象誤差を算出する状態を示す斜視図。実施形態４において、歯車の歯幅方向について全範囲を基準にして第一対象誤差を算出する状態を示す斜視図。実施形態５において、歯車の歯幅方向について部分的な範囲を基準にして第一対象誤差を算出する状態を示す斜視図。

（実施形態１）
１．歯車加工装置の構成
　本発明の実施形態１に係る歯車加工用工具（「ギヤスカイビングカッタ」とも称する）の設計方法および設計支援装置は、工作物を加工するための歯車加工用工具の設計に適用される。本形態に係る工作物は、歯車加工装置に支持された状態で、歯車加工装置に取付けられた歯車加工用工具により、歯車の歯が形成される。

　歯車加工装置の構成について図１を参照して説明する。本形態の歯車加工装置１は、歯車加工用工具Ｔの中心軸線ＲＴに平行な軸線を工作物Ｗの中心軸線ＲＷに対して所定の軸交差角αを有する状態として、歯車加工用工具Ｔおよび工作物Ｗを同期回転させながら、工作物Ｗと歯車加工用工具Ｔを相対移動させることにより、工作物Ｗに歯車の歯を加工する。

　図１に示すように、歯車加工装置１０は、例えば、工作物Ｗと歯車加工用工具Ｔの相対的な位置及び姿勢を変化させる駆動軸として、３つの直進軸及び２つの回転軸を有する５軸マシニングセンタである。本形態では、歯車加工装置１０は、直進軸としての直交３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）、並びに、回転軸としてのＢ軸及びＣｗ軸を有する。本形態においては、Ｂ軸は、Ｙ軸線に平行な回転テーブル１４の中心軸線ＲＢ回りの回転軸であり、Ｃｗ軸は、工作物Ｗの中心軸線ＲＷ回りの回転軸である。なお、歯車加工装置１０は、歯車加工用工具Ｔの中心軸線ＲＴ回りの回転軸であるＣｔ軸を有し、Ｃｔ軸を含めると６軸マシニングセンタとなる。

　歯車加工装置１０は、歯車加工用工具Ｔを支持してＣｔ軸に回転可能であり、且つ、Ｙ軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ移動可能な工具主軸１１を備える。さらに、歯車加工装置１０は、工作物Ｗを支持してＣｗ軸に回転可能であり、且つ、Ｂ軸に回転可能であり、Ｘ軸方向に移動可能な工作物主軸１２を備える。本形態では、ギヤスカイビング加工により工作物Ｗに歯車の歯を加工する場合について説明する。なお、上記構成に限定されず、工具主軸１１と工作物主軸１２は相対移動可能な構成であればよい。

２．ギヤスカイビング加工
　ギヤスカイビング加工について、図２、図３、図４、図５および図６を参照して説明する。ギヤスカイビング加工は、図２及び図３に示すように、歯車加工用工具Ｔの中心軸線ＲＴを工作物Ｗの中心軸線ＲＷに平行な軸線に対して軸交差角αを有する状態にする。また、Ｘ軸方向から見た場合に、歯車加工用工具Ｔの中心軸線ＲＴと工作物Ｗの中心軸線ＲＷとは平行である。そして、歯車加工用工具Ｔの中心軸線ＲＴと工作物Ｗの中心軸線ＲＷの中心間距離をＤとする。

　そして、図４及び図５に示すように、工作物Ｗの中心軸線ＲＷ回りへの工作物Ｗの回転と歯車加工用工具Ｔの中心軸線ＲＴ回りへの歯車加工用工具Ｔの回転とを同期させながら、歯車加工用工具Ｔを工作物Ｗに対して工作物Ｗの中心軸線ＲＷ方向に送ることで、工作物Ｗに歯車の歯を加工する方法である。ギヤスカイビング加工においては、工作物Ｗが１回転する間に、工作物Ｗの各歯溝の部分が、歯車加工用工具Ｔによって１回だけ加工される。

　図６にオフセット角γについて示す。オフセット角γとは、歯車加工用工具Ｔと工作物Ｗの加工点を工作物Ｗの周方向にずらしたときの角度である。オフセット角γがゼロとなる基準位置は、加工点を工作物Ｗの周方向に変化させた場合において、歯車加工用工具Ｔの中心軸線ＲＴと工作物Ｗの中心軸線ＲＷとが平行であって工作物Ｗの中心軸線ＲＷに直交する方向（本形態ではＸ軸方向）から見た場合に、中心間距離Ｄが最も大きくなるときの加工点に対応する歯車加工用工具Ｔの位置である。

３．歯面修整要素
　歯車の歯面形状を修整する場合における歯面修整要素について、図７～図１１を参照して説明する。図７～図１１に示すように、歯車の歯Ｇの歯面Ｇｆの形状の修整要素には、歯すじ方向の修整要素及び歯形方向の修整要素が存在する。歯すじ方向の修整要素としては、クラウニング（図７）、バイアス（図８）、歯すじ傾斜（図９）がある。歯形方向の修整要素としては、圧力角（図１０）及び歯形丸み（図１１）がある。ここで、クラウニングとは、歯すじ方向において歯幅の中央部が両端部よりも高くなるようにすることである。バイアスとは、歯すじ方向に圧力角を連続的に変化させ、歯面にねじれを持たせることである。

　図７に示すように、クラウニングの修整量Ｍｃは、歯Ｇの歯面Ｇｆにおいて歯すじ方向の評価範囲Ｄｃの中央位置（本形態では、歯幅中央位置）の測定径が通る部位の距離で表される。図８に示すように、バイアスの修整量Ｍｂは、歯Ｇの歯面Ｇｆにおいて歯すじ方向の評価範囲Ｄｂの両端位置（本形態では、歯幅中央から両側にＤｂ／２の位置）の圧力角Ｍｐ１，Ｍｐ２の差で表される。

　図９に示すように、歯すじ傾斜の修整量Ｍｈは、歯Ｇの歯面Ｇｆにおいて歯すじ方向の評価範囲Ｄｈの両端位置（本形態では、歯の一端面の位置と歯幅中央位置）の測定径が通る部位の歯すじ方向の高さの差で表される。

　図１０に示すように、圧力角の修整量Ｍｐは、歯Ｇの歯面Ｇｆにおいて歯すじ方向の評価範囲Ｄｐの中央位置（本形態では、歯幅中央位置）の歯たけ方向の傾斜誤差で表される。図１１に示すように、歯形丸みの修整量Ｍｒは、歯Ｇの歯面Ｇｆにおいて歯すじ方向の評価範囲Ｄｒの中央位置（本形態では、歯幅中央位置）の歯形誤差の凸量で表される。

４．歯面修整方法の基本
　歯面形状の修整要素のうち、圧力角及び歯形丸みは、歯形方向の修整であり、工具刃形状の転写となる。すなわち、歯車加工用工具Ｔの刃形で修整可能である。なお、追加的に、刃数、転位係数、ねじれ角、刃付け角、すくい角等の工具諸元で修正してもよい。一方、歯面形状の修整要素のうち、クラウニング、バイアス及び歯すじ傾斜は、歯すじ方向の修整であり、歯車加工装置１０の運動軌跡の転写となる。すなわち、歯車加工装置１０の加工制御要素であるＣｗ軸、Ｂ軸、Ｘ軸及びＹ軸で修整可能である。なお、圧力角及び歯形丸みも、歯車加工装置１０の加工制御要素で修整可能であるが、本形態では歯車加工用工具Ｔの工具刃形（諸元）に基づいて修整する。

　具体的には、クラウニングは、図１２に示すように、歯幅の位置に対する、歯車加工用工具Ｔの中心軸線ＲＴと工作物Ｗの中心軸線ＲＷとの中心間距離Ｄ（図３及び図５に示す）を、歯幅方向に進むに従って、放物線状に変化させて運動させることで形成できる。従って、クラウニングは、歯車加工装置１０ではＹ軸の動作を制御することで修整できる。

　バイアスは、図１３に示すように、歯幅の位置に対する、歯車加工用工具Ｔの中心軸線ＲＴと工作物Ｗの中心軸線ＲＷとの成す軸交差角αを、歯幅方向に進むに従って、直線状に変化させて運動させることで形成できる。従って、バイアスは、歯車加工用工具ＴをＹ軸に平行な軸線回りに回転させる動作を制御することで修整できる。ただし、歯車加工装置１０では、歯車加工用工具Ｔは回転しないので、工作物Ｗの回転軸であるＢ軸の動作（工作物旋回角（軸交差角α））を制御することで修整できる。

　また、図示省略するが、バイアスは、歯車加工用工具Ｔと工作物Ｗの加工点を工作物Ｗの周方向にずらしたときのオフセット角γを、歯幅方向に進むに従って変化させても形成できるので、歯車加工装置１０ではＸ軸及びＹ軸の動作を制御することで修整できる。

　歯すじ傾斜は、図１４に示すように、歯幅の位置に対する、歯車加工用工具Ｔの回転角に対する工作物Ｗの回転角βを、歯幅方向に進むに従って、直線状に変化させて運動させることで形成できる。従って、歯すじ傾斜は、歯車加工装置１０ではＣｗ軸の動作を制御することで修整できる。なお、図１２～図１４の横軸は、歯車加工用工具Ｔと工作物Ｗの加工点の歯幅の位置、すなわち歯の一端面側における右歯面の位置（加工開始位置）から歯の他端面側における右歯面の位置（加工終了位置）までを示している。

５．修整要素と加工制御要素との相関
　次に、各修整要素と各加工制御要素との相関について、図１５～図１８を参照して説明する。ここで、各修整要素と各加工制御要素との相関は、歯車加工用工具Ｔの諸元によって異なる。そして、歯車加工用工具Ｔの工具諸元は、工作物Ｗに加工する歯車諸元に基づいて決定される。従って、図１５～図１８に示す各相関は、ある歯車加工用工具Ｔにおける相関を表し、歯車加工用工具Ｔが異なれば、異なる相関を示す。また、修整要素は、歯すじ方向の修整要素であるクラウニング、バイアス及び歯すじ傾斜を例示し、加工制御要素は、Ｙ軸、Ｂ軸、Ｃｗ軸、オフセット角γ（Ｘ，Ｙ軸による同期２軸）を例示する。

　図１５は、Ｙ軸の変化量ΔＹとクラウニングの修整量Ｍｃとの相関、Ｙ軸の変化量ΔＹとバイアスの修整量Ｍｂとの相関、及び、Ｙ軸の変化量ΔＹと歯すじ傾斜の修整量Ｍｈとの相関を示す。各相関は、Ｙ軸のみを基準加工制御要素から変化させた状態で歯車加工シミュレーションを行った場合に、歯車加工シミュレーションにより得られた歯車の歯面形状と基準の歯面形状との誤差に基づいて算出される。

　例えば、各相関は、歯車加工シミュレーションにより得られた歯車の歯面形状に基づいて、修整要素と加工制御要素との相関を例えば２次関数で算出する。具体的には、歯車加工シミュレーションにより得られた歯車の歯面形状と基準の歯面形状であるインボリュートヘリコイドの歯面との誤差を算出し、算出した誤差と当該加工制御要素（Ｙ軸）の変化量との相関を算出する。

　詳しくは、まず、歯車加工シミュレーションにより、加工制御要素であるＹ軸を少しずつ変化させて複数の歯面形状を算出する。この処理は、逐次行って歯面の全体形状を算出する。そして、相関は、各歯面形状の歯すじ方向の修整要素であるクラウニング、バイアス及び歯すじ傾斜の各修整量Ｍｃ，Ｍｂ，Ｍｈを算出し、算出したクラウニング、バイアス及び歯すじ傾斜の各修整量Ｍｃ，Ｍｂ，Ｍｈと、加工制御要素であるＹ軸の変化量ΔＹとを対応させてグラフを作成する。

　また、Ｙ軸の変化量ΔＹは、基準値から正方向に複数変化させた値と、基準値から負方向に複数変化させた値とを含む。図１５に示すように、Ｙ軸を変化させると、クラウニングを大きく変化させることができる。ただし、Ｙ軸を変化させると、バイアス及び歯すじ傾斜も変化する。

　ここで、歯車加工シミュレーションは、例えば、特開２０１７－１４４５０２号公報等に記載されている。基準加工制御要素とは、クラウニング、バイアス、修整歯すじ傾斜、圧力角及び歯形丸みを付与していない歯車を加工するための加工制御要素である。なお、修整歯すじ傾斜とは、歯車の諸元である基準歯すじ傾斜に対する歯すじ傾斜を意味する。

　図１６は、Ｂ軸の変化量ΔＢとクラウニングの修整量Ｍｃとの相関、Ｂ軸の変化量ΔＢとバイアスの修整量Ｍｂとの相関、及び、Ｂ軸の変化量ΔＢと歯すじ傾斜の修整量Ｍｈとの相関を示す。各相関は、Ｂ軸のみを基準加工制御要素から変化させた状態で歯車加工シミュレーションを行った場合に、歯車加工シミュレーションにより得られた歯車の歯面形状と基準の歯面形状との誤差に基づいて算出される。Ｂ軸の変化量ΔＢは工作物旋回角（軸交差角α）により制御される。

　クラウニング、バイアス及び歯すじ傾斜の各修整量Ｍｃ，Ｍｂ，Ｍｈと、加工制御要素であるＢ軸の変化量ΔＢとを対応させたグラフは、実質的に、上述したＹ軸と同様に作成される。Ｂ軸の変化量ΔＢは、基準値から正方向に複数変化させた値と、基準値から負方向に複数変化させた値とを含む。図１６に示すように、Ｂ軸を変化させると、バイアスを大きく変化させることができる。ただし、Ｂ軸を変化させると、クラウニング及び歯すじ傾斜が変化する。

　図１７は、Ｃｗ軸の変化量ΔＣｗとクラウニングの修整量Ｍｃとの相関、Ｃｗ軸の変化量ΔＣｗとバイアスの修整量Ｍｂとの相関、及び、Ｃｗ軸の変化量ΔＣｗと歯すじ傾斜の修整量との相関を示す。各相関は、Ｃｗ軸のみを基準加工制御要素から変化させた状態で歯車加工シミュレーションを行った場合に、歯車加工シミュレーションにより得られた歯車の歯面形状と基準の歯面形状との誤差に基づいて算出される。Ｃｗ軸の変化量ΔＣｗは、工作物回転角βにより制御される。

　クラウニング、バイアス及び歯すじ傾斜の各修整量Ｍｃ，Ｍｂ，Ｍｈと、加工制御要素であるＣｗ軸の変化量ΔＣｗとを対応させたグラフは、実質的に、上述したＹ軸と同様に作成される。Ｃｗ軸の変化量ΔＣｗは、基準値から正方向に複数変化させた値と、基準値から負方向に複数変化させた値とを含む。図１７に示すように、Ｃｗ軸を変化させると、歯すじ傾斜を大きく変化させることができる。なお、Ｃｗ軸を変化させたときには、クラウニング及びバイアスはほとんど変化しない。

　図１８は、オフセット角γの変化量と各修整要素との相関を示す。ここで、オフセット角γとは、歯車加工用工具Ｔと工作物Ｗの加工点を工作物Ｗの周方向にずらしたときの角度である。従って、オフセット角γは、Ｘ軸とＹ軸とを同期させることにより表すことができる。つまり、オフセット角γの変化量は、Ｘ軸とＹ軸の同期２軸による変化量ΔＸ，ΔＹにより表すことができる。以下、オフセット角γの変化量は、ΔＸ，ΔＹと表す。

　つまり、図１８は、オフセット角γの変化量ΔＸ，Ｙとクラウニングの修整量Ｍｃとの相関、オフセット角γの変化量ΔＸ，Ｙとバイアスの修整量Ｍｂとの相関、オフセット角γの変化量ΔＸ，Ｙと歯すじ傾斜の修整量Ｍｈとの相関を示す。各相関は、オフセット角γのみを基準加工制御要素から変化させた状態で歯車加工シミュレーションを行った場合に、歯車加工シミュレーションにより得られた歯車の歯面形状と基準の歯面形状との誤差に基づいて算出される。

　クラウニング、バイアス及び歯すじ傾斜の各修整量Ｍｃ，Ｍｂ，Ｍｈと、加工制御要素であるオフセット角γの変化量ΔＸ，ΔＹとを対応させたグラフは、実質的に、上述したＹ軸と同様に作成される。図１８に示すように、オフセット角γを変化させると、バイアスを大きく変化させることができる。ただし、オフセット角γを変化させると、クラウニング及び歯すじ傾斜も変化する。

　以上から、各修整要素と各加工制御要素とは、相互に影響し合っている。従って、１つの修整要素を修整する場合であっても、他の修整要素が影響を受けるため、当該他の修整要素の修整が必要となる。なお、上記においては、各加工制御要素（Ｙ軸、Ｂ軸、Ｃｗ軸、オフセット角γ）をそれぞれ単独で変化させたが、複数の要素を規定の同期条件に基づいて同期して変化させてもよい。この場合も、加工制御要素と修整要素との相関を得ることが可能となる。

６．基準歯面との誤差の算出方法
　上述したように、各相関は、各加工制御要素を変化させたときの歯車の歯面形状と基準の歯面形状との誤差に基づいて算出される。そして、基準の歯面形状は、例えば、インボリュート歯面である。基準歯面との誤差の算出方法は、例えば、特開２０２１－１１０１１号公報に記載されている。

７．設計支援装置２０の構成
　設計支援装置２０の構成について、図１９を参照して説明する。設計支援装置２０は、歯面形状を修整して歯車の歯を加工する際の支援が可能な装置である。設計支援装置２０は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）やＣＮＣ（Computerized Numerical Control）装置などの組み込みシステム(マイクロコンピュータ）とすることもでき、パーソナルコンピュータやサーバなどとすることもできる。

　図１９に示すように、設計支援装置２０は、歯車の諸元である歯車諸元、歯車加工用工具Ｔの諸元である工具諸元、歯車の歯面形状の歯形方向修整要素の目標値である歯形方向目標修整量および歯面形状の歯すじ方向修整要素の目標値である歯すじ方向目標修整量を格納する記憶装置２１を備える。設計支援装置２０は、記憶装置２１から歯車諸元を取得する歯車諸元取得部２２と、記憶装置２１から工具諸元を取得する工具諸元取得部２３と、記憶装置２１から歯形方向目標修整量を取得する歯形方向目標修整量取得部２４と、記憶装置２１から歯すじ方向目標修整量を取得する歯すじ方向目標修整量取得部２５と、を備える。歯形方向修整要素は、圧力角および歯形丸みの少なくとも１つを含み、歯すじ方向修整要素は、クラウニング、バイアスおよび歯すじ傾斜の少なくとも１つを含む。

　仮設計部２６は、歯車諸元取得部２２から歯車諸元を取得し、工具諸元取得部２３から工具諸元を取得し、歯形方向目標修整量取得部２４から歯形方向目標修整量を取得する。仮設計部２６は、歯車諸元、工具諸元および歯形方向目標修整量に基づいて歯車加工用工具Ｔの工具刃形状を仮設計する。

　補正量決定部２７は、歯すじ方向目標修整量取得部２５から歯すじ方向目標修整量を取得する。補正量決定部２７は、歯すじ方向目標修整量取得部２５に基づいて加工動作中における加工制御要素の補正量を決定する。加工制御要素は、軸交差角α、工作物の周方向における歯車加工用工具Ｔの位置を表すオフセット角γ、工作物の中心軸線と歯車加工用工具Ｔの中心軸線との中心間距離Ｄ、工作物と歯車加工用工具Ｔの相対回転速度、の少なくとも１つを含む。

　第一歯面形状算出部２８は、仮設計部２６から、仮設計された歯車加工用工具Ｔの工具刃形状を取得し、補正量決定部２７から、加工制御要素の補正量を取得する。第一歯面形状算出部２８は、仮設計された工具刃形状と、加工制御要素の補正量とに基づいて、歯車の第一歯面形状を算出する。

　第一対象誤差算出部２９は、第一歯面形状算出部２８から第一歯面形状を取得し、歯車諸元取得部２２から歯車諸元に含まれる目標歯面形状を取得する。第一対象誤差算出部２９は、算出された第一歯面形状と、目標歯面形状と、を比較し、歯面形状における歯形方向の第一対象誤差を算出する。

　本設計部３０は、第一対象誤差算出部２９から第一対象誤差を取得し、歯形方向目標修整量取得部２４から歯形方向目標修整量を取得する。本設計部３０は、歯形方向目標修整量と、第一対象誤差を小さくするための第一対象誤差修整量と、に基づいて工具刃形状を本設計する。

　第二歯面形状算出部３１は、本設計部３０から、本設計された工具刃形状を取得し、補正量決定部２７から、加工制御要素の補正量を取得する。第二歯面形状算出部３１は、加工制御要素の補正量と、本設計された工具刃形状と、に基づいて、歯車の第二歯面形状を算出する。

　第二対象誤差算出部３２は、第二歯面形状算出部３１から、算出された第二歯面形状を取得し、歯車諸元取得部２２から、歯車諸元に含まれる目標の歯面形状を取得する。第二歯面形状算出部３１は、算出された第二歯面形状と、目標の歯面形状と、を比較し、第二歯面形状の第二対象誤差を算出する。

　再設計部３３は、歯形方向目標修整量取得部２４から歯形方向目標修整量を取得し、歯すじ方向目標修整量取得部２５から歯すじ方向目標修整量を取得し、第二対象誤差算出部３２から第二対象誤差を取得する。再設計部３３は、歯形方向目標修整量および歯すじ方向目標修整量の少なくも一方と、第二対象誤差を小さくするための第二対象誤差修整量と、に基づいて、工具刃形状を再設計する。

　補正量再決定部３４は、歯形方向目標修整量取得部２４から歯形方向目標修整量を取得し、歯すじ方向目標修整量取得部２５から歯すじ方向目標修整量を取得し、第二対象誤差算出部３２から第二対象誤差を取得する。補正量再決定部３４は、歯形方向目標修整量および歯すじ方向目標修整量の少なくも一方と、第二対象誤差を小さくするための第二対象誤差修整量と、に基づいて、加工制御要素の補正量の再決定を行う。

　ただし、本形態の設計支援装置は、再設計部３３および補正量再決定部３４の双方を備えていてもよいし、また、いずれか一方を備えていてもよい。

８．設計支援装置２０の動作（設計方法）
（１）メインルーチン
　次に、本形態の設計支援装置２０の動作および設計方法について説明する。図２０に示すように、設計支援装置２０が起動されると、歯車加工用工具Ｔの工具刃形状を仮設計する仮設計処理が実行される（Ｓ１：仮設計工程）。次に、歯車の加工動作中における加工制御要素の補正量を決定する補正量決定処理が実行される（Ｓ２：補正量決定工程）。次に、歯車加工用工具Ｔの工具刃形状を本設計する本設計処理が実行される（Ｓ３：本設計工程）。

　本設計処理が実行されることにより工具刃形状が決定された歯車加工用工具Ｔを用いて工作物が加工されることにより形成される歯車について、歯車に形成された第二歯面形状と、歯車諸元に含まれる目標歯面形状と、を比較して第二歯面形状の第二対象誤差を算出する第二対象誤差算出処理が実行される（Ｓ４：第二対象誤差算出工程）。次に、第二対象誤差に基づいて、工具刃形状の再設計が実行される再設計処理が実行される（Ｓ５：再設計工程）。また、第二対象誤差に基づいて、加工制御要素の補正量の再決定を行う補正量再決定処理が実行される（Ｓ６：補正量再決定工程）。ただし、再設計処理（Ｓ５）と、補正量再決定処理（Ｓ６）の順序は限定されない。また、再設計処理（Ｓ５）および補正量再決定処理（Ｓ６）の双方が実行される構成としてもよいし、また、一方のみが実行される構成としてもよい。

（２）仮設計処理
　図２１に示すように、仮設計処理が実行されると、歯車諸元取得部２２は、記憶装置２１から歯車諸元を取得する（Ｓ１１：歯車諸元取得工程）。歯車諸元には、工作物に加工される歯車の歯の形状、材質等に関する情報が含まれる。次に、工具諸元取得部２３は、記憶装置２１から工具諸元を取得する（Ｓ１２：工具諸元取得工程）。工具諸元には、歯車加工用工具Ｔの形状、材質等に関する情報が含まれる。次に、歯形方向目標修整量取得部２４は、記憶装置２１から、歯形方向目標修整量を取得する（Ｓ１３：目標修整量取得工程）。次に、仮設計部２６は、歯車諸元、工具諸元および歯形方向目標修整量に基づいて歯車加工用工具Ｔの工具刃形状を仮設計する（Ｓ１４：仮設計工程）。歯車加工用工具Ｔの工具刃形状は、後述する本設計処理により修整される可能性があるので、歯車加工用工具Ｔの工具刃形状は、仮に、設計される構成となっている。以上により、工具刃形状の仮設計処理が終了する。

（３）補正量決定処理
　次に、図２２に示すように、補正量決定処理（Ｓ２）が実行される。歯車加工シミュレーションにより、加工制御要素の１つであるＹ軸を変化させたときの複数の歯面形状を算出する（Ｓ２１：歯面形状算出工程）。続いて、歯車加工シミュレーションにより算出された歯車の歯面形状と基準の歯面形状との誤差に基づいて、Ｙ軸の変化量ΔＹと各修整要素との相関を算出する（Ｓ２２：相関算出工程）。

　続いて、歯車加工シミュレーションにより、加工制御要素の１つであるＣｗ軸を変化させたときの複数の歯面形状を算出する（Ｓ２３：歯面形状算出工程）。続いて、歯車加工シミュレーションにより算出された歯車の歯面形状と基準の歯面形状との誤差に基づいて、Ｃｗ軸の変化量ΔＣｗと各修整要素との相関を算出する（Ｓ２４：相関算出工程）。

　続いて、歯車加工シミュレーションにより、加工制御要素の１つであるＢ軸を変化させたときの複数の歯面形状を算出する（Ｓ２５：歯面形状算出工程）。続いて、歯車加工シミュレーションにより算出された歯車の歯面形状と基準の歯面形状との誤差に基づいて、Ｂ軸の変化量ΔＹと各修整要素との相関を算出する（Ｓ２６：相関算出工程）。なお、Ｙ軸、Ｃｗ軸、Ｂ軸の各相関の算出順序は、適宜変更してもよい。

　次に、補正量決定部２７は、Ｙ軸の補正量ΔＹａを算出する（Ｓ２７：補正量算出工程）。例えば、補正量決定部２７は、クラウニングの目標修整量と、Ｙ軸の変化量ΔＹとクラウニングの修整量Ｍｃとの相関（図１５の上段図）とに基づいて、Ｙ軸の補正量ΔＹａを算出する。図１５のクラウニングの修整量Ｍｃが目標修整量となるときのＹ軸の変化量ΔＹを、Ｙ軸の補正量ΔＹａとする。

　続いて、補正量決定部２７は、Ｂ軸の補正量ΔＢａを算出する（Ｓ２８：補正量算出工程）。例えば、補正量決定部２７は、バイアスの目標修整量と、Ｂ軸の変化量ΔＢとバイアスの修整量Ｍｂ（図１６の中段図）と、Ｙ軸の補正量ΔＹａのときのバイアスの修整量Ｍｂ（図１５の中段図）とに基づいて、Ｂ軸の補正量ΔＢａを算出する。例えば、Ｙ軸の補正量ΔＹａのときのバイアスの修整量Ｍｂ（図１５の中段図）と、図１６のバイアスの修整量Ｍｂとの合計が目標修整量に一致するようにした場合における、図１６のバイアスの修整量Ｍｂを決定する。そして、決定された図１６のバイアスの修整量ＭｂのときのＢ軸の変化量ΔＢを、Ｂ軸の補正量ΔＢａとする。

　続いて、補正量決定部２７は、Ｃｗ軸の補正量ΔＣｗａを算出する（Ｓ２９：補正量算出工程）。例えば、補正量決定部２７は、歯すじ傾斜の目標修整量と、Ｃｗ軸の変化量ΔＣｗと歯すじ傾斜の修整量Ｍｈ（図１７の下段図）と、Ｙ軸の補正量ΔＹａのときの歯すじ傾斜の修整量Ｍｈ（図１５の下段図）と、Ｂ軸の補正量ΔＢａのときの歯すじ傾斜の修整量Ｍｈ（図１６の下段図）とに基づいて、Ｃｗ軸の補正量ΔＣｗａを算出する。例えば、Ｙ軸の補正量ΔＹａのときの歯すじ傾斜の修整量Ｍｈ（図１５の下段図）と、Ｂ軸の補正量ΔＢａのときの歯すじ傾斜の修整量Ｍｈ（図１６の下段図）と、図１７の歯すじ傾斜の修整量Ｍｈとの合計が、目標修整量に一致するようにした場合における、図１７の歯すじ傾斜の修整量Ｍｈを決定する。そして、決定された図１７の歯すじ傾斜の修整量ＭｈのときのＣｗ軸の変化量ΔＣｗを、Ｃｗ軸の補正量ΔＣｗａとする。

　続いて、補正量決定部２７は、クラウニング、バイアス及び歯すじ傾斜の修整量Ｍｃ´，Ｍｂ´，Ｍｈ´を算出する（Ｓ３０：修整量算出工程）。各修整要素の修整量Ｍｃ´，Ｍｂ´，Ｍｈ´は、Ｙ軸の補正量ΔＹａ、Ｂ軸の補正量ΔＢａ、Ｃｗ軸の補正量ΔＣｗａ、各相関に基づいて算出される。例えば、クラウニングの修整量Ｍｃ´は、Ｙ軸の補正量ΔＹａのときのクラウニングの修整量Ｍｃ（図１５の上段図）、Ｂ軸の補正量ΔＢａのときのクラウニングの修整量Ｍｃ（図１６の上段図）、Ｃｗ軸の補正量ΔＣｗａのときのクラウニングの修整量Ｍｃ（図１７の上段図）の合計値により算出される。バイアス及び歯すじ傾斜の修整量Ｍｂ´，Ｍｈ´についても同様である。

　続いて、補正量決定部２７は、クラウニング、バイアス及び歯すじ傾斜の修整量Ｍｃ´，Ｍｂ´，Ｍｈ´が各目標修整量に近似したか否かを判断する（Ｓ３１：判断工程）。補正量決定部２７は、各修整量Ｍｃ´，Ｍｂ´，Ｍｈ´が各目標修整量に近似していないときは（Ｓ３１：Ｎ）、ステップＳ２７に戻って上述の処理を繰り返す。例えば、クラウニングの修整量Ｍｃ´が目標修整量からずれている場合、当該ずれ量の分を追加で修整することができるように、各修整要素の補正量ΔＹａ，ΔＢａ，ΔＣｗａを算出する。

　上述のように、補正量決定部２７は、Ｙ軸の補正量ΔＹａ、Ｂ軸の補正量ΔＢａ、Ｃｗ軸の補正量ΔＣｗａをこの順に算出している。この理由は、図１５～図１７に示すように、各修整要素の修整量Ｍｃ，Ｍｂ，Ｍｈの変化は、Ｙ軸、Ｂ軸、Ｃｗ軸の順に小さくなっているからである。すなわち、Ｂ軸は、Ｙ軸の影響が小さく、Ｃｗ軸は、Ｙ軸及びＢ軸の影響が小さいからである。この関係から、簡易な演算であっても、各修整要素の修整量Ｍｃ´，Ｍｂ´，Ｍｈ´が各目標修整量付近に早期に到達する。つまり、Ｙ軸、Ｂ軸、Ｃｗ軸の補正量ΔＹａ，ΔＢａ，ΔＣｗａの決定において、ステップＳ２７～Ｓ３１の繰り返し処理回数を減少できる。

　補正量決定部２７は、Ｓ３１において各修整量Ｍｃ´，Ｍｂ´，Ｍｈ´が各目標修整量に近似したときは（Ｓ３１：Ｙ）、算出した加工制御要素であるＹ軸、Ｂ軸、Ｃｗ軸の補正量ΔＹａ，ΔＢａ，ΔＣｗａを決定する（Ｓ３２：補正量決定工程）。従って、非常に簡易な演算によって、各修整要素の補正量ΔＹａ，ΔＢａ，ΔＣｗａを算出することができる。ここでいう簡易な演算とは、歯車加工シミュレーションによる演算に比べて簡易な演算を意味する。

（４）本設計処理
　続いて、図２３に示すように、第一歯面形状算出部２８が、補正量決定部２７で決定した加工制御要素であるＹ軸、Ｂ軸、Ｃｗ軸の補正量ΔＹａ，ΔＢａ，ΔＣｗａを用いて、歯車加工シミュレーションにより歯車の第一歯面形状を算出する（Ｓ３３：第一歯面形状算出工程）。第一対象誤差算出部２９は、算出された第一歯面形状を取得する（Ｓ３４：第一歯面形状取得工程）。第一対象誤差算出部２９は、第一歯面形状と、目標歯面形状と、を比較して、第一歯面形状における歯形方向の第一対象誤差を算出する（Ｓ３５：第一対象誤差算出工程）。第一対象誤差は、圧力角および歯形丸みの少なくとも１つについての誤差である。

　図２４に示すように、第一対象誤差は、歯車の歯Ｇの歯幅方向Ｗｄの中央位置の１箇所の軸直角断面ＰＡにおける歯面Ｇｆの形状を基準にして算出される。

　続いて、本設計部３０は、記憶装置２１から歯形方向目標修整量を取得する（Ｓ３６：目標修整量取得工程）。本設計部３０は、第一歯面形状算出部２８が算出した第一対象誤差を小さくするために第一対象誤差修整量を算出する（Ｓ３７：第一対象誤差修整量算出工程）。本設計部３０は、歯形方向目標修整量と、第一対象誤差修整量とに基づいて、歯車加工用工具Ｔの工具刃形状を歯形方向について修整することにより、歯車加工用工具Ｔの工具刃形状を本設計する（Ｓ３８：本設計工程）。

（５）第二対象誤差算出処理
　続いて、図２５に示すように、第二歯面形状算出部３１は、補正量決定部２７で決定した加工制御要素であるＹ軸、Ｂ軸、Ｃｗ軸の補正量ΔＹａ，ΔＢａ，ΔＣｗａを取得し（Ｓ４１：補正量取得工程）、本設計部３０が本設計した歯車加工用工具Ｔの工具刃形状を取得する（Ｓ４２：工具刃形状取得工程）。第二歯面形状算出部３１は、加工制御要素の補正量と、本設計された工具刃形状と、に基づいて、歯車加工シミュレーションにより歯車の第二歯面形状を算出する（Ｓ４３：第二歯面形状算出工程）。

　第二対象誤差算出部３２は、記憶装置２１から、歯車諸元に含まれる目標歯面形状を取得する（Ｓ４４：目標歯面形状取得工程）。第二対象誤差算出部３２は、第二歯面形状と、目標歯面形状と、を比較して、第二歯面形状における第二対象誤差を算出する（Ｓ４５：第二対象誤差算出工程）。第二対象誤差は、歯形方向についての誤差、および歯すじ方向についての誤差の、双方または一方を含む。

（６）再設計処理
　再設計部３３は、歯形方向修整要素について第二対象誤差が生じた場合に、歯車加工用工具Ｔの工具刃形状を修整することにより工具刃形状を再設計する。図２６に示すように、再設計部３３は、記憶装置２１から歯形方向目標修整量を取得する（Ｓ５１：目標修整量取得工程）。再設計部３３は、歯形方向修整要素について、第二対象誤差を小さくするための第二対象誤差修整量を算出する（Ｓ５２：第二対象誤差算出工程）。再設計部３３は、歯形方向目標修整量と、第二対象誤差修整量とに基づいて、歯車加工用工具Ｔの工具刃形状を歯形方向について修整することにより、工具刃形状を再設計する（Ｓ５３：工具刃形状再設計工程）。

（７）補正量再決定処理
　補正量再決定部３４は、歯すじ方向修整要素について第二対象誤差が生じた場合に、加工制御要素の補正量を再決定する。図２７に示すように、補正量再決定部３４は、記憶装置２１から歯すじ方向目標修整量を取得する（Ｓ６１：目標修整量取得工程）。補正量再決定部３４は、歯すじ方向修整要素について、第二対象誤差を小さくするための第二対象誤差修整量を算出する（Ｓ６２：第二対象誤差算出工程）。補正量再決定部３４は、歯すじ方向目標修整量と、第二対象誤差修整量とに基づいて、加工制御要素の補正量を再決定する（Ｓ６３：補正量再決定工程）。以上により、全ての処理を終了する。

９．実施例
　続いて、本形態を具体的な歯車加工用工具Ｔに適用した実施例について説明する。表１に、本例に係る歯車加工用工具Ｔの歯形方向目標修整量および歯すじ方向目標修整量を示す。

　本例においては、歯形方向目標修整要素である圧力角修整量および歯形丸み修整量は、０．０μｍとされている。また、歯すじ方向目標修整要素である歯すじ傾斜修整量、クラウニング修整量およびバイアス修整量は、それぞれ、５．０μｍ、５．０μｍ、１０．０μｍとされている。

　本例に係る歯車加工用工具Ｔに対して工具刃形状の仮設計処理を実行することにより、工具刃形状を仮設計する（図２０のＳ１）。

　次に、歯すじ方向目標修整量に基づいて補正量決定処理を実行することにより、加工動作中における加工制御要素の補正量を決定する（図２０のＳ２）。

　次に、加工制御要素の補正量と、仮設計された工具刃形状とに基づいて、歯車の第一歯面形状を算出する（図２３のＳ３３）。算出された第一歯面形状と、目標歯面形状と、を比較し、第一歯面形状における歯形方向の第一対象誤差を算出する（図２３のＳ３５）。

　表１に示すように、本例においては、歯形方向目標修整要素について第一対象誤差が発生した。具体的には、圧力角についての第一対象誤差は０．６μｍであり、歯形丸みについての第一対象誤差は０．２μｍである。一方、歯すじ方向目標修整要素に係る、歯すじ傾斜、クラウニングおよびバイアスについては、第一対象誤差は０．０μｍである。

　歯すじ方向目標修整量に基づいて加工動作中における加工制御要素を補正した場合、補正により、加工動作中における歯車加工用工具Ｔの移動経路が変化する。これにより、歯車加工用工具Ｔにより工作物から除去される形状が変化する。この結果、歯形方向について、算出された第一歯面形状と、目標歯面形状との間に、第一対象誤差が発生すると考えられる。

　次に、圧力角および歯形丸みについて、第一対象誤差を小さくするための第一対象誤差修整量が算出される（図２３のＳ３７）。

　圧力角については、歯形方向目標修整量が０．０μｍであり、第一対象誤差が０．６μｍであることから、第一対象誤差修整量は－０．６μｍと算出される。また、歯形丸みについては、歯形方向目標修整量が０．０μｍであり、第一対象誤差が０．２μｍであることから、第一対象誤差修整量は－０．２μｍと算出される。

　次に、歯形方向目標修整量と、第一対象誤差修整量に基づいて、歯車加工用工具Ｔの工具刃形状が本設計される（図２３のＳ３８）。

　次に、加工制御要素の補正量と、本設計された歯車加工用工具Ｔの工具刃形状と、に基づいて、歯車の第二歯面形状を算出する（図２５のＳ４３）。算出された第二歯面形状と、目標歯面形状と、を比較し、第二歯面形状における第二対象誤差を算出する（図２５のＳ４５）。第二対象誤差には、歯形方向の誤差および歯すじ方向の誤差の双方が含まれる場合もあり、また、一方のみが含まれる場合もある。

　表１に示すように、本例においては、第二対象誤差は発生しなかった。具体的には、圧力角についての第一対象誤差および歯形丸みについての第二対象誤差は０．０μｍであり、歯すじ傾斜、クラウニングおよびバイアスについては、第二対象誤差は０．０μｍである。

１０．本形態の作用効果
　本形態においては、第二対象誤差が発生しなかったので、工具刃形状の再設計処理（図２０のＳ５）において工具刃形状の再設計はされず、補正量再決定処理（図２０のＳ６）において補正量の再決定はされない。

　本例によれば、歯すじ方向目標修整量に基づいて加工動作中における加工制御要素を補正することにより発生した第一対象誤差を小さくするための第一対象誤差修整量に基づいて、歯車加工用工具Ｔの工具刃形状を本設計する。これにより、歯すじ方向目標修整量に基づいて加工制御要素を補正した場合でも、歯形方向について歯車の歯面形状に誤差が発生することを抑制することができる。

　また、本形態によれば、加工制御要素の補正量と、本設計された工具刃形状と、に基づいて、歯車の第二歯面形状を算出し、算出された第二歯面形状と、目標歯面形状と、を比較して第二歯面形状の第二対象誤差を算出する。これにより、仮設計された工具刃形状から、本設計された工具刃形状に修整されることにより、本設計された歯車加工用工具Ｔによって加工された歯車の第二歯面形状に予期しない誤差が発生した場合でも、当該誤差を、第二対象誤差として算出できる。これにより、予期しない誤差が発生した場合でも対応可能となっている。

　本形態によれば、第二対象誤差が発生した場合、第二対象誤差を小さくするための第二対象誤差修整量に基づいて、工具刃形状の再設計または加工制御要素の補正量の再決定を行う。これにより、仮設計された工具刃形状から、本設計された工具刃形状に修整された場合において、歯車の歯面形状に誤差が発生することを抑制することができる。

（実施形態２）
　次に、実施形態２について図２８を参照して説明する。図２８に示すように、本形態においては、補正量決定処理（Ｓ２）において、歯車の歯Ｇの歯幅方向Ｗｄの任意の１箇所の軸直角断面ＰＡにおける歯面Ｇｆの形状を基準として補正量が決定される。

　以降の記載において、実施形態１と同一の部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。

　本形態によれば、例えば、歯車の歯Ｇの歯幅方向Ｗｄにおいて、特に誤差の影響を受ける１箇所の軸直角断面を基準にして第一対象誤差を算出することができる。これにより、第一対象誤差の算出精度を向上させることができる。

（実施形態３）
　次に、実施形態３について図２９を参照して説明する。図２９に示すように、本形態においては、歯車の歯Ｇの歯幅方向Ｗｄの複数箇所（本形態では２箇所）の軸直角断面ＰＡ１，ＰＡ２における歯面Ｇｆの形状を基準にして、第一対象誤差を算出する（図２３のＳ３５）。本形態では、例えば、２箇所の軸直角断面ＰＡ１およびＰＡ２における誤差の平均値を基準にして第一対象誤差を算出することができる。本形態によれば、複数箇所の軸直角断面ＰＡ１，ＰＡ２を基準とすることにより、第一対象誤差の算出精度を向上させることができる。

（実施形態４）
　次に、実施形態４について、図３０を参照して説明する。図３０に示すように、本形態においては、歯車の歯Ｇの歯幅方向Ｗｄについて全範囲において算出された歯形方向の誤差から、第一対象誤差を算出する（図２３のＳ３５）。本形態では、例えば、歯車の歯Ｇの歯幅方向Ｗｄについて全範囲の誤差の平均値を基準にして第一対象誤差を算出することができる。本形態によれば、歯車の歯Ｇの歯幅方向Ｗｄについて全範囲を基準とすることにより、第一対象誤差の算出精度を向上させることができる。

（実施形態５）
　次に、実施形態５について、図３１を参照して説明する。図３１に示すように、本形態においては、歯車の歯Ｇの歯幅方向Ｗｄについて部分的に連続した範囲Ａにおいて算出された歯形方向の誤差から、第一対象誤差を算出する（図２３のＳ３５）。本形態では、例えば、歯車の歯Ｇの歯幅方向Ｗｄにおいて、特に誤差の影響を受ける範囲Ａを基準にして第一対象誤差を算出することができる。これにより、第一対象誤差の算出精度を向上させることができる。

Claims

　歯車加工用工具（Ｔ）の中心軸線（ＲＴ）に平行な軸線を工作物（Ｗ）の中心軸線（ＲＷ）に対して所定の軸交差角（α）を有する状態として、前記歯車加工用工具および前記工作物を同期回転させながら、前記工作物と前記歯車加工用工具を相対移動させることにより、前記工作物に歯車の歯（Ｇ）を加工する歯車加工用工具の設計方法であって、
　前記歯車の諸元である歯車諸元を取得し、前記歯車加工用工具の諸元である工具諸元を取得し、前記歯車の歯面形状の歯形方向修整要素の目標値である歯形方向目標修整量を取得し、前記歯車諸元、前記工具諸元および前記歯形方向目標修整量に基づいて前記歯車加工用工具の工具刃形状を仮設計する工程（Ｓ１）と、
　前記歯面形状の歯すじ方向修整要素の目標値である歯すじ方向目標修整量を取得し、前記歯すじ方向目標修整量に基づいて加工動作中における加工制御要素の補正量を決定する工程（Ｓ２）と、
　前記加工制御要素の補正量と、仮設計された前記工具刃形状とに基づいて、前記歯車の第一歯面形状を算出する工程（Ｓ３３）と、
　算出された前記第一歯面形状と、前記歯車諸元に含まれる目標歯面形状と、を比較し、前記第一歯面形状における前記歯形方向の第一対象誤差を算出する工程（Ｓ３５）と、
　前記歯形方向目標修整量と、前記第一対象誤差を小さくするための第一対象誤差修整量とに基づいて、前記工具刃形状を本設計する工程（Ｓ３８）と、
　を備えた歯車加工用工具の設計方法。
　前記加工制御要素の補正量と、本設計された前記工具刃形状と、に基づいて、前記歯車の第二歯面形状を算出する工程（Ｓ４３）と、
　算出された前記第二歯面形状と、前記歯車諸元に含まれる前記目標歯面形状と、を比較し、前記第二歯面形状の第二対象誤差を算出する工程（Ｓ４５）と、
　を備えた、請求項１に記載の歯車加工用工具の設計方法。
　前記歯形方向目標修整量および前記歯すじ方向目標修整量の少なくとも一方と、前記第二対象誤差を小さくするための第二対象誤差修整量とに基づいて、前記工具刃形状の再設計または前記加工制御要素の補正量の再決定を行う工程（Ｓ５３、Ｓ６３）を備えた、請求項２に記載の歯車加工用工具の設計方法。
　前記歯車の歯幅方向（Ｗｄ）の１箇所の軸直角断面（ＰＡ）における前記歯形方向の前記第一対象誤差を算出する、請求項１に記載の歯車加工用工具の設計方法。
　前記歯幅方向における中央の１箇所の軸直角断面における前記歯形方向の前記第一対象誤差を算出する、請求項４に記載の歯車加工用工具の設計方法。
　前記歯車の歯幅方向における複数箇所の軸直角断面（ＰＡ１，ＰＡ２）において算出された前記歯形方向の誤差から前記第一対象誤差を算出する、請求項１に記載の歯車加工用工具の設計方法。
　前記歯車の歯幅方向について全範囲において算出された前記歯形方向の誤差から前記第一対象誤差を算出する、請求項１に記載の歯車加工用工具の設計方法。
　前記歯車の歯幅方向について部分的な範囲（Ａ）において算出された前記歯形方向の誤差から前記第一対象誤差を算出する、請求項１に記載の歯車加工用工具の設計方法。
　前記歯形方向修整要素は、圧力角および歯形丸みの少なくとも１つを含み、
　前記歯すじ方向修整要素は、クラウニング、バイアスおよび歯すじ傾斜の少なくとも１つを含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の歯車加工用工具の設計方法。
　補正する前記加工制御要素は、
　　前記軸交差角（α）、
　　前記工作物の周方向における前記歯車加工用工具の位置を表すオフセット角（γ）、
　　前記工作物の中心軸線と前記歯車加工用工具の中心軸線との中心間距離（Ｄ）、
　　前記工作物と前記歯車加工用工具の相対回転速度、
　の少なくとも１つを含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の歯車加工用工具の設計方法。
　歯車加工用工具（Ｔ）の中心軸線（ＲＴ）に平行な軸線を工作物（Ｗ）の中心軸線（ＲＷ）に対して所定の軸交差角（α）を有する状態として、前記歯車加工用工具および前記工作物を同期回転させながら、前記工作物と前記歯車加工用工具を相対移動させることにより、前記工作物に歯車の歯（Ｇ）を加工する歯車加工用工具の設計支援装置（２０）であって、
　前記歯車の諸元である歯車諸元を取得する歯車諸元取得部（２２）と、
　前記歯車加工用工具の諸元である工具諸元を取得する工具諸元取得部（２３）と、
　前記歯車の歯面形状の歯形方向修整要素の目標値である歯形方向目標修整量を取得する歯形方向目標修整量取得部（２４）と、
　前記歯車諸元、前記工具諸元および前記歯形方向目標修整量に基づいて前記歯車加工用工具の工具刃形状を仮設計する仮設計部（２６）と、
　前記歯面形状の歯すじ方向修整要素の目標値である歯すじ方向目標修整量を取得する歯すじ方向目標修整量取得部（２５）と、
　前記歯すじ方向目標修整量に基づいて加工動作中における加工制御要素の補正量を決定する補正量決定部（２７）と、
　前記加工制御要素の補正量と、仮設計された前記工具刃形状とに基づいて、前記歯車の第一歯面形状を算出する第一歯面形状算出部（２８）と、
　算出された前記第一歯面形状と、前記歯車諸元に含まれる目標歯面形状と、を比較し、前記歯面形状における前記歯形方向の第一対象誤差を算出する第一対象誤差算出部（２９）と、
　前記歯形方向目標修整量と、前記第一対象誤差を小さくするための第一対象誤差修整量とに基づいて、前記工具刃形状を本設計する本設計部（３０）と、
　を備えた歯車加工用工具の設計支援装置。
　前記加工制御要素の補正量と、本設計された前記工具刃形状と、に基づいて、前記歯車の第二歯面形状を算出する第二歯面形状算出部（３１）と、
　算出された前記第二歯面形状と、前記歯車諸元に含まれる目標の歯面形状と、を比較し、前記第二歯面形状の第二対象誤差を算出する第二対象誤差算出部（３２）と、
　を備えた、請求項１１に記載の歯車加工用工具の設計支援装置。
　前記歯形方向目標修整量および前記歯すじ方向目標修整量の少なくとも一方と、前記第二対象誤差を小さくするための第二対象誤差修整量とに基づいて、前記工具刃形状の再設計する再設計部（３３）、または前記加工制御要素の補正量の再決定を行う補正量再決定部（３４）を備えた、請求項１２に記載の歯車加工用工具の設計支援装置。